Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua và xoài

Để góp phần khắc phục trở ngại trên, tôi tiến hành nghiên cứu bảo quản cà chua và quả xoài bằng hợp chất hữu cơ không độc – chitosan, giữ ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau với mục đích

TRONG BẢO QUẢN CÀ CHUA VÀ XOÀI

LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

TS NGUYỄN XUÂN PHƯƠNG

HÀ NỘI, 2008

Tôi xin chân trọng cảm ơn Trung tâm đào tạo sau đại học, Viện Công nghệ sinh học – thực phẩm của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành bản luận văn

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Xuân Phương đã trực tiếp tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập

và thực hiện bản luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp

và công nghệ sau thu hoạch, lãnh đạo và cán bộ Phòng Bảo quản Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch, cán bộ phòng thí nghiệm Viện Công nghệ sinh học – thực phẩm của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện các nghiên cứu liên quan đến luận văn

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn quí thầy cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm và các bạn đồng nghiệp đã đóng góp những ý kiến quí báu để tôi hoàn thành bản luận văn này

Tác giả luận văn

Mak Ly

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN I : TỔNG QUAN 3

I.1.TỔNGQUANVỀCHITOSAN 4

I.1.1 Lịch sử phát hiện 4

I.1.2 Nguồn gốc 5

I.1.3 Cấu trúc và tính chất của chitosan 5

I.1.4 Khái quát ứng dụng của chitosan 7

I.2.TỔNGQUANQUẢCÀCHUA 12

I.2.1 Nguồn gốc 12

I.2.2 Hình thái 13

I.2.3 Tình hình sản suất và tiêu thụ cà chua trên thế giới và ở Việt Nam 15

I.2.4.Thời vụ 17

I.2.5.Giống cà chua 17

I.2.6 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng 17

I.2.7 Tình hình bảo quản và chế biến cà chua 20

I.3.TỔNGQUANVỀNGUYÊNLIỆUXOÀI 21

CHỦNGLOẠI 23

I.3.1 Tình hình phát triển cây xoài trên thế giới và Việt Nam 23

I.3.2 Các giống xoài chính hiện trồng ở Việt Nam và ở tỉnh Khánh Hoà 25

I.4.CÁCBIẾNĐỔICỦARAUQUẢSAUTHUHÁI 32

I.4.1 Biến đổi sinh hoá 32

I.4.2 Biến đổi vật lý 35

a Sự bay hơi nước 35

b Sự giảm khối lượng tự nhiên 36

I.4.3 Biến đổi hóa học 36

PHẦN II : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

II.1. ĐỐITƯỢNGNGHIÊNCỨU 40

II.1.1 Chitosan 40

II.1.2 Cà chua 40

II.1.3 Xoài 41

II.3. PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 41

1 Xác định cường độ hô hấp: (phương pháp hở) 41

2 Xác định độ hao hụt khối lượng 43

3 Xác định chỉ tiêu biến đổi cường độ màu 44

4 Xác định hàm lượng chất khô hòa tan 44

5 Xác định độ cứng của quả 44

6 Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp hóa học 44

7 Xác định hàm lượng axit tổng số theo phương pháp trung hòa 46

8 Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp sử dụng Iodine 46

9 Chỉ tiêu vi sinh vật tổng số 47

10 Chỉ tiêu cảm quan 49

II.4.SƠĐỒBỐTRÍTHÍNGHIỆM 53

II.4 1.Sơ đồ bố trí thí nghiệm đối với cà chua 53

II.4.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đối với quả xoài 54

PHẦN III :KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55

III.1.KẾTQUẢNGHIÊNCỨUSỬDỤNGCHITOSANĐỂBẢOQUẢNCÀ CHUA 56

III.1.1 Kết quả bảo quản cà chua ở nhiệt độ thường ( 22 – 34 o C) 56

1 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan tới hao hụt khối lượng của cà chua 56

2 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với sự biến đổi màu sắc của cà chua 57

3 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với chất khô hoà tan 59

4 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với độ cứng của quả cà chua 60

5 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với hàm lượng đường khử 61

6 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với hàm lượng axit tổng số 62

7 Ảnh hưởng của màng chitosan đối với cường độ hô hấp 64

8 Ảnh hưởng của màng chitosan đối với số lượng vi sinh vật tổng số trên bề mặt cà chua sau thời gian bảo quản 65

III.1.2 Kết quả bảo quản cà chua ở nhiệt độ thấp (12 ± 1 o C) 67

1 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với hao hụt khối lượng 67

2 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với hàm lượng chất hoà tan 68

3 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với độ cứng của quả 69

4 Ảnh hưởng của màng chitosan đối với số lượng vi sinh vật tổng số 70

5 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với chỉ tiêu cảm quan 72

III.2.1 Kết quả bảo quản xoài ở nhiệt độ thường ( 33 – 36 o C) 74

1 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với hao hụt khối lượng 74

2 Ảnh hưởng của màng chitosan đối với tốc độ chín của xoài 75

3 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với lượng chất khô hoà tan 76

4 Biến đổi hàm lượng vitamin C theo thời gian bảo quản 77

5 Sự biến đổi hàm lượng đường khử theo thời gian bảo quản 79

6 Sự biến đổi hàm lượng axit tổng số theo thời gian bảo quản 80

7 Ảnh hưởng của màng bao chitosan đối với cường độ hô hấp 81

8 Ảnh hưởng của màng bao chitosan đến số lượng vi sinh vật (VSV) tổng số trên bề mặt xoài sau thời gian bảo quản 82

9 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với chỉ tiêu cảm quan 83

3.2.2 Kết quả bảo quản xoài ở nhiệt độ thấp ( 12±1 o C ) 84

1 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với sự hao hụt khối lượng 84

2 Ảnh hưởng của màng chitosan đối với hàm lượng chất khô hoà tan 85

3 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với cường độ màu 86

4 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với lượng axit tổng số 87

5 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với chỉ tiêu cảm quan 88

III.3. CHIPHÍNGUYÊNLIỆUCHOBẢOQUẢN 90

1 Chi phí nguyên liệu cho bảo quản cà chua 90

2 Chi phí nguyên liệu cho bảo quản xoài 90

III.4.ĐỀXUẤTQUYTRÌNHBẢOQUẢNBẰNGCHITOSAN 91

III.4.1 Đề xuất quy trình bảo quản cà chua bằng chitosan 91

III.4.2 Đề xuất quy trình bảo quản xoài bằng chitosan 94

PHẦN IV :KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96

IV.1.KẾTLUẬN 97

IV.2.KIẾNNGHỊ 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

Trang

Bảng 1.1 : Bảng phân loại khoa học của cà chua 12

Bảng 1.2 : Bảng quốc gia đứng đầu về sản xuất cà chua 16

Bảng 1.3: Chỉ tiêu sản xuất mặt hàng cà chua năm 2005 và năm 2010 17

Bảng 1.4 : Thành phần các chất hoá học trong cà chua 18

Bảng 1.5 : Hàm lượng hydrocarbon cà chua (thính theo % chất khô) 19

Bảng 1.6 : Bảng phân loại khoa học của xoài 21

Bảng 1.7 : Bảng giới thiệu một số loài xoài trên thế giới 22

Bảng 1.8 : Hiện trạng diện tích và sản lượng cây xoài của tỉnh Khánh Hoà 24

Bảng 1.9 : Các giống xoài chính ở Việt Nam 25

Bảng 1.10 : Một số đặc điểm chính của các giống xoài Cam Ranh 26

Bảng 1.11 : Diện tích xoài phân theo địa phương 1998 - 2000 27

Bảng 1.12 : Diện tích gieo trồng xoài phân theo địa phương 2001-2005 27

Bảng 1.13 : Tổng diện tích gieo trồng xoài phân theo địa phương 2006-2007 28

Bảng 1.14 : Diện tích cho sản phẩm xoài phân theo địa phương 2001-2005 28

Bảng 1.15 : Diện tích cho sản phẩm xoài phân theo địa phương 2006-2007 29

Bảng 1.16 : Năng xuất xoài phân theo địa phương 2001-2005 29

Bảng 1.17 : Năng suất xoài phân theo địa phương 2006-2007 30

Bảng 1.18 : Sản lượng xoài phân theo địa phương 1998-2000 30

Bảng 1.19 : Sản lượng xoài phân theo địa phương 2001-2005 31

Bảng 1.20 : Sản lượng xoài phân theo địa phương 2006-2007 31

Bảng 2.1 : Các chỉ tiêu đánh giá cảm quan của cà chua 49

Bảng 2.2 : Các chỉ tiêu đánh giá cảm quan của xoài 50

Bảng 2.3 : Phiếu cho điểm của phép thử cảm quan 50

Bảng 3.1 : Ảnh hưởng của nồng độ chitosan tới hao hụt khối lượng của cà chua theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường 56

Bảng 3.2 : Biến đổi màu sắc theo thời gian của cà chua ở nhiệt độ thường 58

Bảng 3.4 : Biến đổi độ cứng của cà chua theo thời gian ở nhiệt độ thường 60 Bảng 3.5 : Biến đổi đường khử theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường của

cà chua 61 Bảng 3.6 : Biến đổi hàm lượng axit tổng số theo thời gian của cà chua theo

thời gian bao quản ở nhiệt độ thường 63 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của màng chitosan đối với cường độ hô hấp của cà

chua theo thời gian 64 Bảng 3.8 : Ảnh hưởng của màng chitosan đến số lượng VSV tổng số trên bề

mặt cà chua bảo quản ở nhiệt độ thường 65 Bảng 3.9 : Bảng đánh giá cảm quan của cà chua ở nhiệt độ thường 66 Bảng 3.10 : Kết quả đánh giá cảm quan của cà chua ở nhiệt độ thường 67 Bảng 3.11 : Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với hao hụt khối lượng của

cà chua bảo quản ở nhiẹt độ thấp 67 Bảng 3.12 : Biến đổi chất khô hoà tan theo thời gian của cà chua bảo quản ở

nhiệt độ thấp 68 Bảng 3.13 : Biến đổi độ cứng theo thời gian của cà chua ở nhiệt độ thấp 69 Bảng 3.14 : Ảnh hưởng của màng chitosan đối với lượng VSV tổng số trên bề

mặt của cà chua bảo quản ở nhiệt độ thấp 71 Bảng 3.15 : Bảng đánh giá cảm quan cà chua bảo quản nhiệt đọ thấp 72 Bảng 3.16 : Kết quả đánh giá cảm quan cà chua bảo quản nhiệt độ thấp 72 Bảng 3.17 : Ảnh hưởng màng chitosan đối với hao hụt khối lượng của xoài

bảo quản ở nhiệt độ thường 74 Bảng 3.18 : Biến đổi cường độ màu sắc sau thời gian bảo quản của xoài ở

nhiệt độ thường 75 Bảng 3.19 : Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với lượng chất khô hoà tan

của xoài bảo quản ở nhiệt độ thường 76

Bảng 3.21 : Sự biến đổi hàm lượng đường khử theo thời gian của xoài bảo

quản ở nhiệt độ thường 79

Bảng 3.22 : Sự biến đổi hàm lượng axit theo thời gian của xoài ở nhiệt độ thường 80

Bảng 3.23 : Ảnh hưởng của màng chitosan đối với cường độ hô hấp của xoài 81

Bảng 3.24 : Ảnh hưởng của màng chitosan tới lượng VSV tổng số trên bề mặt của xoài bảo quản ở nhiệt độ thường 82

Bảng 3.25 : Bảng đánh giá cảm quan của xoài ở nhiệt độ thường 83

Bảng 3.25 : Kết quả đánh giá cảm quan của xoài ở nhiệt độ thường 84

Bảng 3.26 : Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với hao hụt khối lượng của xoài bảo quản ở nhiệt độ thấp 84

Bảng 3.27 : Sự biến đổi lượng chất khô theo thời gian của xoài bảo quản ở nhiệt độ thấp 85

Bảng 3.28 : Sự thay đổi màu sắc theo thời gian của xoài bảo quản ở nhiệt độ thấp 86

Bảng 3.29 : Sự biến đổi hàm lượng axit tổng số theo thời gian của xoài bảo quản ở nhiệt độ thấp 87

Bảng 3.30 : Bảng đánh giá cảm quan của xoài ở nhiệt độ thấp 88

Bảng 3.31 : Kết quả đánh giá cảm quan của xoài ở nhiệt độ thấp 88

Bảng 3.32: Tính giá thành phụ thuộc vào chi phí nguyên liệu chính: 90

nhiệt độ thường 62 Hình 3.6 : Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi axit tổng số của cà chua bảo quản ở

nhiệt độ thường 63 Hình 3.7 : Sơ đồ ảnh hưởng của màng chitosan đối với cường độ hô hấp của

cà chua 64 Hình 3.8 : Biểu đồ ảnh hưởng của chitosan đến lượng VSV tổng số trên bề

mặt cà chua bảo quản ở nhiệt độ thường 65 Hình 3.11 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chitosan đối với hao hụt

khối lượng của cà chua bảo quản ở nhiệt độ thấp 68 Hình 3.12 : Đồ thị biểu diễn sự biến đổi chất khô theo thời gian bảo quản của

cà chua ở nhiệt độ thấp 69 Hình 3.13 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cứng theo thời gian bảo quản của

cà chua ở nhiệt độ thấp 70 Hình 3.14 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưỏng của màng chitosan tới lượng VSV

tổng số trên bề mặt của cà chua bảo quản ở nhiệt độ thấp 71 Hình 3.17 : Đồ thị ảnh hưởng của màng chitosan đối với hao hụt khối lượng

của xoài bảo quản ở nhiệt độ thường 74

Hình 3.19 : Đồ thị biểu diễn sự biến đổi chất khô hoà tan theo thời gian của

xoài ở nhiệt độ thường 76 Hình 3.20 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lượng vitamin C theo thời gian bảo

quản của xoài ở nhiệt độ thường 78 Hình 3.21 : Đồ thị biểu diễn sự biến đổi lượng đường khử theo thời gian của

xoài ở nhiệt độ thường 79 Hình 3.22 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lượng axit theo thời gian của xoài ở

nhiệt độ thường 80 Hình 3.23 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của màng chitosan tới cường độ hô

hấp 81 Hình 3.24 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của màng chitosan tới lượng VSV

tổng số trên bề mặt của xoài bảo quản ở nhiệt độ thường 82 Hình 3.26 : Đồ thị biểu diễn sự hao hụt khối lượng theo thời gian của xoài ở

nhiệt độ thấp 84 Hình 3.27 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lượng chất khô hoà tan của xoài ở

nhiệt độ thấp 85 Hình 3.28 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi màu theo thời gian của xoài ở nhiệt

độ thấp 86 Hình 3.29 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lượng axit tổng số của xoài bảo quản

ở nhiệt độ thấp 87 Hình 3.30 : Sơ đồ quy trình công nghệ bảo quản cà chua bằng chitosan 92 Hình 3.31 : Sơ đồ quy trình công nghệ bảo quản xoài bằng chitosan 94

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời gian gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, ngành nông nghiệp nói chung và nghề trồng cây rau quả nói riêng của nước Việt Nam không ngừng lớn mạnh với diện tích và sản lượng ngày một tăng nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu Sản lượng rau quả thu hoạch khá lớn nhưng sản lượng rau quả xuất khẩu được lại rất

ít

Việt Nam là một nước nhiệt đới, điều kiện khí hậu, đất đai thuận lợi do đó có thể trồng nhiều loại cây rau quả như : cam, quýt, bưởi, dứa, xoài, đu đủ, vải, nhãn, hồng xiêm, dứa, cà rốt, cà chua, khoai tây, bắp cải… Để các loại rau quả tươi trên thực sự trở thành mặt hàng có giá trị kinh tế cao thì cần phải có công nghệ bảo quản thích hợp Vì trong quả tươi, ngoài các thành phần dinh dưỡng chính như đường, vitamin, chất khoáng… thì 80 – 85% khối lượng quả là nước, nên quả tươi rất dễ bị dập nát khi va chạm mạnh, đồng thời dễ bị thối hỏng khi tồn trữ trong điều kiện không thuận lợi Nhiều công trình nghiên cứu về bảo quản rau quả tươi sau thu hoạch trong và ngoài nước đã và đang tiến hành với nhiều phương pháp khác nhau nhưng chủ yếu sử dụng các loại hoá chất Hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện nhiều chế phẩm bảo quản không rõ nguồn gốc, có thể giữ được quả tươi sau thu hoạch trong thời gian dài Do đó, người tiêu dùng không khỏi băn khoăn về dư lượng hóa chất khi mua những rau quả tươi trái vụ hoặc được nhập từ thị trường xa

Để góp phần khắc phục trở ngại trên, tôi tiến hành nghiên cứu bảo quản cà chua và quả xoài bằng hợp chất hữu cơ không độc – chitosan, giữ ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau với mục đích kéo dài thời gian bảo quản, đảm bảo chất lượng dinh dưỡng và vệ sinh an toàn thực phẩm cho quả tươi

Màng bọc chitosan với những khả năng đặc biệt như hạn chế mất nước, kháng khuẩn, kháng nấm, từ lâu đã được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu ứng dụng có kết quả khả quan trong nhiều lĩnh vực đặc biệt trong bảo quản thực phẩm Tuy vậy, ở Việt Nam việc nghiên cứu sử dụng màng bọc chitosan trong bảo quản rau quả tươi đến nay vẫn

còn khá mới mẻ và chỉ dừng lại ở mức độ thử nghiệm thăm dò, chưa đưa ra được qui trình có thể áp dụng trong thực tế ở qui mô công nghiệp Do đó việc nghiên cứu ứng dụng màng chitosan vào mục đích kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi như xoài và cà chua không chỉ tạo ra giải pháp hiệu quả giảm tổn thất sau thu hoạch mà còn giúp đa dạng hóa các ứng dụng của chitosan, nâng cao giá trị kinh tế của nguồn phế liệu vỏ tôm, cua… giải quyết một lượng lớn phế liệu thủy sản thuộc nhóm động vật giáp xác

Xuất phát từ những lý do trên, đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua và xoài” là có tính bức thiết, có ý nghĩa thực tế và khoa học, với mục tiêu:

- Kéo dài thời gian bảo quản cà chua và xoài

- Dùng màng chitosan thay thế màng PE hay các hoá chất độc hại đang được sử dụng

để bảo quản rau quả

- Mở rộng phạm vi ứng dụng của chitosan

PHẦN I : TỔNG QUAN

I.1 TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN

I.1.1 Lịch sử phát hiện

Chitin được Bracannot phát hiện lần đầu tiên vầo năm 1811 trong cặn dịch

chiết của một loại nấm và đặt tên là “fungine” để ghi nhớ nguồn gốc tìm ra nó Năm 1823

Odier đã phân lập được một chất từ bọ cánh cứng và ông gọi là chitin hay “chitine” có nghĩa

là lớp vỏ Nhưng không phát hiện sự có mặt của Nitơ Cuối cùng cả Bracannot và Odier

đều cho rằng cấu trúc của chitin giống cấu trúc của xenluloza Năm 1929 Karrer đun sôi chitin 24h trong dung dịch a KOH 5% và đun tiếp 50 phút ở 160ºC với kiềm bão hòa ông thu đựơc sản phẩm có phản ứng màu đặc trưng với thuốc thử, chất đó chính là Chitosan

Việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu trúc, tính chất lý hoá ứng dụng của chitosan đã được công bố từ những năm 30 của thế kỷ XX Những nước đã thành công trong lĩnh vực nghiên cứu sản xuất chitosan đó là: Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp Nhật Bản là nước đầu tiên trên thế giới năm 1973 sản xuất 20 tấn/năm Và đến nay đã lên tới 700 tấn/năm, Mỹ

sản xuất trên 300 tấn/năm Theo Know năm 1991 thì thị trường có nhiều triển vọng của

chitin, chitosan là Nhật Bản, Mỹ, Anh, Đức Nhật được coi là nước dẫn đầu về công nghệ sản xuất và buôn bán chitin, chitosan Người ta ước tính sản lượng chitosan sẽ đạt tới 118000 tấn/năm; trong đó Nhật, Mỹ là nước sản xuất chính

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan và ứng dụng của chúng trong sản xuất phục vụ đời sống là một vấn đề tương đối mới mẻ Vào những năm 1978-

1980, trường Đại học Thủy sản Nha Trang đã công bố qui trình sản xuất chitosan của tác giả

Đỗ Minh Phụng đã mở đầu bước ngoặt quan trọng trong việc nghiên cứu, tuy nhiên chưa có ứng dụng nào thực tế trong sản xuất

Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật không xương sống trong đó có loài giáp xác (tôm, cua) Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tính trên toàn thế giới là 5,ll triệu tấn/năm

I.1.2 Nguồn gốc

Chitin được xem là polymer tự nhiên quan trọng thứ hai của thế giới, có nhiều thứ hai thế giới (chỉ sau xenlulo) Là một polymer động vật được tách chiết và biến tính từ vỏ các loài giáp xác (tôm, cua, hến, trai, sò, mai mực, đỉa biển…), màng tế bào nấm họ Zygemycetes, các sinh khối nấm mốc, một số loài tảo

Chitosan được xem là polymer tự nhiên quan trọng nhất, là dẫn xuất của chitin Với đặc tính có thể hoà tan tốt trong môi trường acid, chitosan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực Các công trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh, trong

vỏ tôm có chứa 27% chất Chitin, từ chất Chitin này, họ có thể chiết tách thành chất Chitosan

để ứng dụng cho nhiều ngành kinh tế: hoá dược, mỹ phẩm và đặc biệt trong ngành dược phẩm, chất Chitosan đã hỗ trợ đắc lực trong việc bào chế ra rất nhiều sản phẩm thuốc chữa được nhiều loại bệnh khác nhau

I.1.3 Cấu trúc và tính chất của chitosan

Chitosan là một dẫn xuất của chitin Trong tự nhiên, chất chitosan rất hiếm và chỉ có ở

màng tế bào nấm mốc thuộc họ Zygemyceces và ở vài loài côn trùng như thành bụng của các

mối chúa, ở một vài loại tảo Ngoài ra nó có nhiều trong vỏ động vật giáp xác tôm, cua, ghẹ

và mai mực Vì vậy vỏ tôm cua ghẹ là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất chitin-chitosan và dẫn xuất của chúng

Cấu tạo hoá học của chitosan tương tự với cellulose, chỉ khác một nhóm chức ở vị trí

C2 của mỗi đơn vị D-glucose (thay nhóm hydroxyl ở cellulose bằng nhóm amino ở chitosan), nhưng tính chất của chúng lại khác nhau

Tên hoá học của chitosan là: Poly--(1,4)-D-glucosamin, hay còn gọi là poly-2-amino-2-deoxy-D-glucose

-(1,4)-Công thức cấu tạo:

Công thức phân tử: (C6H11O4N)n

Phân tử lượng: Mchitosan =(161,07)n

Tuy nhiên trên thực tế thường có mắt xích chitin đan xen trong mạch cao phân tử chitosan (khoảng 10%) Vì vậy công thức chính xác của chitosan được thể hiện như sau:

Trong đó tỷ lệ n/m phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa

Chitosan có những tính chất cơ bản sau:

- Chitosan là một chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột có màu trắng ngà, ở dạng vảy có màu trắng trong hay màu hơi vàng Chitosan thương mại ít nhất phải có mức DD (degree of deacetylation) hơn 70% và trọng lượng phân tử gần 100.000-1200.000 Dalton ( Li, 1997- Onsoyen và Skaugrud, 1990)

- Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hoà tan trong nước, trong kiềm nhưng hoà tan trong acid acetic loãng sẽ tạo thành một dung dịch keo nhớt trong suốt Chitosan khi hoà tan trong dung

dịch acid acetic loãng sẽ tạo thành dung dịch keo dương, nhờ đó mà keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng như: Pb3+, Hg+,…

- Chitosan phản ứng với acid đậm đặc tạo muối khó tan

- Chitosan tác dụng với Iốt trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan

- Chitosan là một polymer mang điện tích dương nên được xem là một polycationic (pH<6,5), có khả năng bám dính trên bề mặt có điện tích âm như protein, aminopolysaccharide (alginate), acid béo và phospholipid nhờ sự có mặt của nhóm amino (NH2) (Knorr, 1984, Muzzanelli, 1996)

- Chitosan có tính kháng nấm, kháng khuẩn cao

- Trên mỗi mắc xích của phân tử chitosan có ba nhóm chức, các nhóm chức này có khả năng kết hợp với chất khác tạo ra các dẫn xuất có lợi khác nhau của chitosan (O-acetylchitosan, N-acetylchitosan, N-phatylchitosan)

- Chitosan có tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân huỷ sinh học, có tính hoà hợp sinh học cao với cơ thể

I.1.4 Khái quát ứng dụng của chitosan

Trong nông nghiệp chitosan được sử dụng để bọc các hạt giống nhằm mục đích ngăn ngừa sự tấn công của nấm trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng cố định phân bón, thuốc trừ sâu, tăng cường khả năng nẩy mầm của hạt

Ngày nay, chitosan còn được dùng làm nguyên liệu bổ sung vào thức ăn cho tôm, cá, cua để kích thích sinh trưởng và làm thức ăn tăng trưởng cho gà, không độc hại

Trong y học, đây là ứng dụng quan trọng nhất, mang lại hiệu quả kinh tế cao của chitosan, đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm

Do khả năng kháng khuẩn và tạo màng nên chitosan được ứng dụng phối hợp với một

số thành phần phụ liệu khác để tạo da nhân tạo chống nhiễm khuẩn và cầm máu

Hiện nay, Việt Nam cũng đã chế tạo được màng chữa tổn thương về da có tên là

Vinachitin do các ngành khoa học thuộc Viện Hoá học - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và

Công nghệ Quốc gia cùng các bác sĩ Trường Đại học Y khoa Hà Nội - Bộ y tế phối hợp

nghiên cứu Màng vinachitin được dùng để chữa các vết thương ở diện rộng và tương đối

sâu Chúng có khả năng hoà hợp sinh học rất cao và thúc đẩy việc gắn liền vết thương, bị phân huỷ sau hai tuần Nó có tác dụng bảo vệ, chống nhiễm trùng, chống mất nước, tăng khả năng tái tạo da và đặc biệt khi vết thương lành không để lại sẹo

Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Học viên Quân y - Bộ Quốc phòng và Khoa hoá, Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội phối hợp cùng nghiên tác dụng hạ cholesterol trong máu của N,N,N-Trimethylchitosan (TMC) Theo tác giả tác dụng hạ cholesterol của TMC là do trong phân tử của nó có chứa nhóm –N+(CH3)3, các nhóm này có khả năng kết hợp với Cl- của acid béo có trong muối mật và được đào thải ra khỏi cơ thể

Tác giả Lê Văn Thảo và cộng sự thuộc bệnh viện U Bướu Hà Nội đã tiến hành nghiên cứu sử dụng chế phẩm chitosan mang thuốc điều trị trên 60 bệnh nhân mắc nhiều loại ung thư Kết quả tất cả 60 bệnh nhân đều có thể trạng chung tốt, ăn được ngủ ngon, trọng lượng

cơ thể không thay đổi trước và sau điều trị Đặc biệt giá trị bạch cầu có giảm nhưng trong giới hạn cho phép còn hồng cầu và tiểu cầu không có sự thay đổi Đồng thời nhóm nghiên cứu cũng đã ghi nhận sự giảm cholesterol trong máu những bệnh nhân nói trên

Hoá trị và xạ trị là hai trong số các phương pháp quan trọng nhất trong điều trị ung thư Tuy nhiên, nhược điểm của các liệu pháp này là làm giảm lượng hồng cầu, bạch cầu trong cơ thể dẫn tới sự suy sụp thể trạng của bệnh nhân Các bác sĩ bệnh viện U Bướu Hà Nội vừa cho biết, chế phẩm chitosan có thể giảm thiểu tối đa các tác dụng phụ này Và đưa

ra kiến nghị sử dụng nó để hổ trợ điều trị bệnh ung thư bằng hoá trị và xạ trị

Chitosan cũng được ứng dụng trong việc điều trị viêm loét dạ dày Năm 1983, Marshall và Warren phát hiện một loại vi khuẩn hiện diện trong niêm mạc dạ dày có tên là

Helicobacter pylori có mối liên hệ với bệnh viêm loét dạ dày- tá tràng Vì vậy mà vấn đề diệt trừ H.pylori là một liệu pháp quan trọng trong điều trị viêm loét Tuy số lượng thuốc dùng

trong điều trị có khá nhiều, đa dạng và có nhiều tiến bộ trong điều trị nhưng việc nghiên cứu tìm ra thuốc mới, đặc biệt từ các hợp chất thiên nhiên nhằm khắc phục các tác dụng phụ do thuốc là hoá chất tổng hợp vẫn được đặt ra Chitosan là hợp chất được điều chế từ nguồn thiên nhiên, chúng được ghi nhận có tính bảo vệ niêm mạc Đặc biệt ở Việt Nam chitosan

cũng đã được nghiên cứu về tác dụng kháng khuẩn đối với chủng vi khuẩn H.pylori với kết

quả khả quan

Ngoài ra, chitosan còn được dùng trong bào chế dược phẩm Các nhà khoa học Nguyễn Thị Ngọc Tú - Viện Hoá học, Trung tâm Khoa học và Công nghệ Quốc gia và Lê Thị Hải Yến, Trần Bình Nguyên - Công ty Dược liệu Trung Ương I hợp tác nghiên cứu tạo

ra thuốc polymer

Các nhà khoa học thuộc Khoa Dược - Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh nghiên cứu một dẫn chất của chitosan ứng dụng trong kỹ thuật bao phim thuốc

Trong công nghiệp giấy, do cấu trúc tương tự cellulose nên chitosan được nghiên cứu

bổ sung vào làm nguyên liệu sản xuất giấy Chitosan làm tăng độ bền dai của giấy, đồng thời việc in trên giấy cũng tốt hơn

Trong công nghiệp dệt, dung dịch chitosan có thể thay hồ tinh bột để hồ vải Nó có tác dụng làm sợi tơ bền, mịn, bóng đẹp, cố định hình in, chịu được acid và kiềm nhẹ Chitosan

có thể kết hợp với một số thành phần khác để sản xuất vải chịu nhiệt, vải chống thấm, sản xuất vải côn

Trong hoá mỹ phẩm, chitosan được sử dụng để sản xuất kem giữ ẩm chống khô da do tính chất của chitosan là có thể cố định dễ dàng trên biểu bì của da nhờ các nhóm NH4+ Các nhóm này liên kết với tế bào sừng hoá của da, nhờ vậy mà các nhà khoa học đã nghiên cứu

sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng da chống nắng bằng cách ngăn các chất lọc tia cực tím với các nhóm NH4+

Trong công nghiệp xử lý nước, nhờ khả năng làm đông tụ các thể rắn lơ lửng giàu protein và nhờ khả năng kết dính tốt với các ion kim loại như: Pb, Hg,…do đó chitin được sử dụng để tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm

Đặc biệt trong công nghiệp thực phẩm, do bản chất là một hợp chất polymer tự nhiên không độc và rất an toàn đối với thực phẩm với những tính chất khá đặc trưng như khả năng kháng khuẩn, chống ẩm, tạo màng, có khả năng hấp phụ màu mà không hấp phụ mùi, hấp phụ một số kim loại nặng,…nên chitosan được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghệ sản xuất và bảo quản thực phẩm Trong đó, nhiều kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế giới về khả năng kết hợp của chitosan với các loại vật liệu tạo màng khác nhau để tạo ra các

màng bao cũng như khả năng kéo dài thời gian bảo quản của nhiều đối tượng rau quả, thịt, nước quả… của chitosan và các dẫn xuất của nó

Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và cộng sự thuộc Viện Hoá học các hợp chất tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia đã điều chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên liệu chính là chitosan có tác dụng bảo quản quả tươi (cà chua, nho, vải, chuối,…) rất tốt Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống sự phá huỷ của một số nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả

Từ kết quả nhận được, Châu Văn Minh tiếp tục thử nghiệm khả năng bảo quản thực phẩm tươi sống của BQ-1 (thịt bò, thịt lợn, trứng gà tươi) Nhờ khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối của chế phẩm BQ-1 đã kéo dài được thời gian sử dụng của sản phẩm trong một thời gian nhất định

Ở Việt Nam, chitosan cũng đã được sử dụng thay hàn the trong sản xuất chả giò, bánh cuốn, bánh su sê… với vai trò như một chất phụ gia thực phẩm Sở thương mại Hà Nội, Viện dinh dưỡng, Viện Hoá học và Hội khoa học Kỹ thuật an toàn thực phẩm hợp tác nghiên cứu

và sản xuất ra phụ gia chitosan-PDP (có polyphosphate) dạng bột hoàn toàn thay thế hàn the

- một chất tạo độ dẻo dai, giòn chắc cho thực phẩm xay nghiền đã bị cấm sử dụng do gây ung thư

Các nhà khoa học Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh thuộc khoa Công nghệ Thực phẩm trường Đại học Nông lâm đã nghiên cứu dùng chitosan để bảo quản các thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng như cá, thịt… Nhờ khả năng hạn chế nước đi qua của lớp màng mỏng chitosan nên đã chống lại được sự mất nước trong quá trình bảo quản lạnh và lạnh đông thực phẩm Kết quả nhận được sau khi kết đông, rã đông thì sự mất nước hao hụt trọng lượng của cá giảm hơn trường hợp không sử dụng chitosan, đồng thời không làm mất màu, mùi vị của sản phẩm

Nói về khả năng chống mất nước của chitosan, một bài báo ở Cần Thơ đã đưa ra cách giải bài toán bảo quản trái cây nói chung và trái xoài nói riêng bằng cách: các trái xoài đạt tiêu chuẩn được ngâm trong nước nóng 550C trong 5-10 phút phối hợp với chất benomyl (diệt nấm), chitosan để giúp trái cây không bị mất nước

Mới đây nhất, tại Đại học Thủy sản Nha Trang, các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trần Thị Luyến, Nguyễn Trọng Bách cho thấy chitosan có thể kết hợp với các phụ liệu tinh bột hồ hóa, sorbitol và PVA (polyvinyl acetate) để tạo màng bao có đặc tính cơ lý khá tốt (mềm dẻo và độ bền đứt cao) có khả năng đáp ứng yêu cầu bao gói thực phẩm Đồng thời khi sử dụng màng bao chitosan tạo thành để bao gói thịt bò tươi, kết quả cũng cho thấy màng bao chitosan đã làm giảm đáng kể nồng độ vi sinh vật tổng số trên bề mặt thịt bò khi bảo quản ở nhiệt độ 0-50C

Bên cạnh đó, những ứng dụng của các dẫn xuất chitosan cũng được các nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Tác giả Trần Thị Luyến và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng olygoglucosamin, một dẫn xuất của chitosan, thay thế NaNO3 trong bảo quản xúc xích gà surimi Kết quả cho thấy, với hàm lượng 0.4% olygoglucosamin bổ sung vào thành phần phối trộn sản xuất xúc xích gà surimi, sản phẩm vẫn đáp ứng tốt về chất lượng cảm quan đồng thời đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng

Chitosan không những ức chế các vi khuẩn gram dương, gram âm mà cả nấm men và nấm mốc Khả năng kháng khuẩn của chitosan phụ thuộc một vài yếu tố như loại chitosan sử dụng (độ deacetyl, khối lượng phân tử), pH môi trường, nhiệt độ, sự có mặt của một số thành phần thực phẩm Khả năng kháng khuẩn của chitosan và dẫn xuất của nó đã được nghiên cứu bởi một số tác giả, trong đó cơ chế kháng khuẩn cũng đã được giải thích trong một số trường hợp Mặc dù chưa có một giải thích đầy đủ cho khả năng kháng khuẩn đối với tất cả các đối tượng vi sinh vật, nhưng hầu hết đều cho rằng khả năng kháng khuẩn liên quan đến mức độ hấp phụ chitosan lên bề mặt tế bào Trong đó, chitosan hấp phụ lên bề mặt vi khuẩn gram âm tốt hơn vi khuẩn gram dương Một số cơ chế đã được giải thích như sau:

- Nhờ tác dụng của những nhóm NH3+ trong chitosan lên các vị trí mang điện âm ở trên màng tế bào vi sinh vật, dẫn tới sự thay đổi tính thấm của màng tế bào Quá trình trao đổi chất qua màng tế bào bị ảnh hưởng Lúc này, vi sinh vật không thể nhận các chất dinh dưỡng cơ bản cho sự phát triển bình thường như glucose dẫn đến mất cân bằng giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào Cuối cùng dẫn đến sự chết của tế bào

- Chitosan có thể ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn do có khả năng lấy đi các ion kim loại quan trọng như Cu2+, Co2+, Cd+ của tế bào vi khuẩn nhờ hoạt động của các nhóm

amino trong chitosan có thể tác dụng với các nhóm anion của bề mặt thành tế bào Như vậy

vi sinh vật sẽ bị ức chế phát triển do sự mất cân bằng liên quan đến các ion quan trọng

- Điện tích dương của những nhóm NH3+ của glucosamine monomer ở pH< 6.3 tác động lên các điện tích âm ở thành tế bào của vi khuẩn, dẫn đến sự rò rỉ các phần tử ở bên trong màng tế bào Đồng thời gây ra sự tương tác giữa sản phẩm của quá trình thuỷ phân có khả năng khuyếch tán bên trong tế bào vi sinh vật với AND dẫn đến sự ức chế mARN và sự tổng hợp protein tế bào

- Chitosan có khả năng phá huỷ màng tế bào thông qua tương tác của những nhóm NH3+ với những nhóm phosphoryl của thành phần phospholipid của màng tế bào vi khuẩn

I.2 TỔNG QUAN QUẢ CÀ CHUA

I.2.1 Nguồn gốc

Cà chua thuộc ngành Magnoliophyta họ Cà (Solanaceae), tên khoa học là

Lycopersicum esculentum, bắt nguồn ở vùng Andes (Peru, Ecuado, Bolivia) xa xôi ở Nam

Mỹ, cà chua được người Tây Ban Nha đem về châu Âu từ thế kỷ 16 và gọi tên theo tiếng thổ dân Mỹ là "tomato"

Bảng 1.1 : Bảng phân loại khoa học của cà chua

Phân loại khoa học

Giới (regnum): PlantaePhân giới (subregnum): TracheobiontaNgành (divisio): MagnoliophytaLớp (class): MagnoliopsidaPhân lớp (subclass): Asteridae

Bộ (ordo): Solanales

Họ (familia): SolanaceaeChi (genus): Solanum

Loài (species): S lycopersicum

Tên hai phần : Solanum lycopersicum

Các nhà thực vật học xếp cà chua vào họ cà chung nhóm với loại cà gây độc chết người, đó là cà độc dược Vì nghĩ rằng cà chua tuy có màu đỏ đẹp nhưng độc nên người ta chỉ trồng làm cảnh và đặt cho nó biệt danh "trái đào của chó sói" Đến năm 1776, cà chua còn được thực dân Anh âm ưu cùng đầu bếp riêng của tướng George Washington dùng làm thực phẩm để đầu độc vị tướng tài ba này Thế nhưng dù ăn hết cả món ăn được nấu với "cà độc" tướng Washington vẫn bình yên vô sự và còn đánh thắng thực dân Anh để trở thành Tổng thống đầu tiên của Hiệp Chủng Quốc Hoa Kỳ Sở dĩ cà chua bị nỗi oan như thế là vì quả cà chua còn xanh có chứa một loại alcaloid độc tố tên là solanin và khi cà chua chín thì độc tố này không còn

Mãi đến năm 1778, cà chua mới được xem là trái cây ăn được Cách mạng Pháp, cà chua lên ngôi và được gọi bằng tên mỹ miều "táo vàng", "táo tình yêu" và có mặt trong các thực đơn của nhà hàng Paris Đầu thế kỷ 20, cà chua được di thực vào nước ta rồi sau đó được trồng và thu hoạch theo diện rộng

I.2.2 Hình thái

Cây cà chua có 2 loại hình sinh trưởng: có hạn và vô hạn Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn Quả cà chua mọng, khi chín có màu vàng hoặc đỏ, có nhiều hình dạng: tròn, dẹt, có cạnh, có múi…

Cây cà chua có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất khác nhau như đất sét, đất cát, 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

là khoảng 21 – 240C và thời tiết khô Nhiệt độ dưới 120C kéo dài sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng, nhiệt độ trên 270C kéo dài sẽ hạn chế ra hoa, đậu quả Các tế bào phôi và hạt bị hủy hoại khi nhiệt độ trên 380C Trước và sau thời gian thụ phấn nếu nhiệt độ ban đêm quá 210C thì khả năng đậu quả kém

Tuỳ đặc trưng giống và điều kiện thời tiết, quả cà chua chín ở độ tuổi 30-35 ngày Ở các nước châu Âu, người ta chia độ chín của cà chua thành 6 độ chín :

Hình 1.1 : Hình độ chín của cà chua

- Độ chín 1 - xanh già ( mature green): quả đã phát triển hết vể kích thước, tuy nhiên toàn

bộ màu sắc của vỏ quả vẫn còn màu xanh, ở một số giống có màu trắng xanh

- Độ chín 2 - vàng (Breaker): Đỉnh quả xuất hiện màu vàng hoặc màu hồng với diện tích

bề mặt chiếm khoảng 10%

- Độ chín 3 - chuyển màu (Turning): Diện tích bề mặt từ 10-30% có mầu vàng hoặc đỏ

- Độ chín 4 - hồng (Pink): Diện tích bề mặt quả từ 30-60% có mầu hồng nhạt hoặc mầu vàng

- Độ chín 5 - đỏ nhạt (Light Red): Diện tích bề mặt quả từ >60-90% có mầu vàng hoặc

đỏ, quả vẫn cứng

- Độ chín 6 - đỏ (Red): Diện tích bề mặt từ trên 90% trở lên có màu đỏ

Trên đây là những thời kỳ quan trọng của quá trình chín Từ khi chín xanh đến chín tổng hợp thời gian khoảng 10-12 ngày Sau đó quả chín hoàn toàn và có mầu đỏ thâm nhưng quả còn chắc, cứng Nếu dùng làm thực phẩm là thích hợp nhất và được người tiêu dùng ưa chuộng Khi quả mềm thì vẫn sử dụng được, nhưng cắt lát sẽ khó khăn Quả chín mềm dùng

để lấy hạt giống là thích hợp, thịt quả dùng để chế biến cà chua cô đặc hoặc tương cà chua rất tốt

Để bảo quản cà chua có thể được thu hoạch khi quả đạt độ chín xanh (Green) hoặc chín vàng (Breaker) Khi thu hái cà chua bằng tay, do va đập trong khi sắp xếp, vận chuyển,

quả bị sây sát, bị giập sẽ là môi trường tốt cho bệnh hại xâm nhiễm, hô hấp tăng lên gây hư thối và giảm chất lượng Vì vậy thao tác khi thu hái, sắp xếp và vận chuyển phải hết sức nhẹ nhàng Kịp thời loại bỏ những quả bị giập nát v.v Hiện nay ở các vùng cà chua thu hoạch bằng phương pháp thủ công

Cà chua thường được giấm chín ở nhiệt độ khoảng 20oC và bảo quản trên 12oC Nhiệt

độ thích hợp cho bảo quản phụ thuộc vào trạng thái của nguyên liệu ban đầu: cà chua xanh thích hợp với nhiệt độ bảo quản từ 18-220C độ ẩm 90-95% trong vòng từ 1-3 tuần Quả chín thích hợp với nhiệt độ bảo quản từ 13-150C, độ ẩm 90-95% trong 4-7 ngày Không nên bảo quản cà chua chín dưới 100C và cà chua xanh dưới 130C vì ở nhiệt độ này cà chau không chín được và màu sắc bị biến đổi

I.2.3 Tình hình sản suất và tiêu thụ cà chua trên thế giới và ở Việt Nam

Theo số liệu của FAO (1999), hiện có 158 nước trồng cà chua với diện tích đứng đầu các loại rau 3,594 triệu ha, năng suất trung bình là 25,4 tấn/ha Sản lượng cà chua trên thế giới ước đạt 125 triệu tấn trong đó 83 triệu tấn đến từ các nước đang phát triển và Ấn Độ thu hoạch khoảng 7,6 triệu tấn Châu Á là khu vực trồng nhiều cà chua nhất 1,19-1,22 triệu ha và cũng là nơi có sản lượng cao nhất 26,7-28,5 triệu tấn Vào năm 2005 Trung Quốc, Mexico,

Mỹ và Thổ Nhĩ Kỳ là những nước đứng đầu về sản xuất, tiêu thụ các sản phẩm từ cà chua Các nước trồng nhiều nhất là: Trung Quốc (333.300 ha), Ấn Độ (350.000 ha), Ai Cập (140.000 ha), Thái Lan (12.000 ha) Riêng 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 ha, 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

Bảng 1.2 : Bảng quốc gia đứng đầu về sản xuất cà chua

Quốc gia đứng đầu về sản xuất cà chua vào năm 2005

Trung Quốc : 31,6 triệu tấn

Thổ Nhĩ Kỳ : 9,7 triệu tấn

Tổng cộng trên thế giới : 125 triệu tấn

Theo : UN Food & Agriculture Organisation (FAO)

Diện tích trồng cà chua của Việt Nam những năm gần đây vào khoảng 10.000-12.000

ha mỗi năm Vùng sản xuất chính là đồng bằng sông Hồng, Đà Lạt, thành phố Hồ Chí Minh Hơn 70% sản lượng cà chua (khoảng 80.000 tấn) được thu hoạch trong vụ đông xuân (tháng12-3) Theo số liệu của Bộ NN&PTNT, diện tích trồng cà chua trong 3 năm 1996-

1998 đều có sự gia tăng, mức rung bình là 10%/năm Nămg suất cà chua trung bình ở Việt Nam còn thấp, chưa ổn định, thực tế qua 3 năm gần đây: 1996 là 15,74 tấn/ha; 1997 là 16,60 tấn/ha và năm 1998 là 16,4 tấn/ha Dự báo diện tích cà chua sẽ tăng mạnh trong những năm tới

Nếu có biện pháp bảo quản tốt thì ngoài việc cung cấp cho thị trường trong nước còn

có thể suất khẩu sang các nước Châu Âu ở dạng tươi mà thời điểm đó họ không sản xuất được cà chua Bởi vì cà chua trồng ở miền bắc Việt Nam cho thu hoạch từ đầu tháng 12 đến tháng 3 hàng năm- là thời điểm ở các nước Châu Âu và Trung Quốc là trái vụ, ngược lại ở Việt Nam là chính vụ (theo báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước của viện nghiên cứu rau quả 2002) Cũng với sự theo dõi của FAO thì cà chua là loại rau có nhu cầu tiêu thụ lớn trong khối EC 95kg/người/năm), Nhật Bản là rất lớn (100kg/người/năm) Bên cạnh đó thị trường chế biến có triển vọng lớn các loại sản phẩm đóng hộp, nước uống, bột rau…đang ngày càng được đa dạng hóa và ưa chuộng Nhận thấy điều đó, nhà nước ta đã đặt

cà chua là đối tượng ưu tiên số 1 về rau; dành 6000ha trồng cà chua làm nguyên liệu cho chế biến và xuất khẩu tươi, được chia làm hai giai đoạn:

Bảng 1.3: Chỉ tiêu sản xuất mặt hàng cà chua năm 2005 và năm 2010

Năm Sản lượng quả (nghìn tấn) Sản phẩm chế biến (nghìn tấn) Xuất khẩu (triệu USD)

I.2.4.Thời vụ

Một năm có thể trồng 4 vụ cà chua:

- Vụ sớm, gieo hạt vào cuối tháng 7 đầu tháng 8;

- Vụ chính gieo cuối tháng 9 đến đầu tháng 10

- Vụ muộn gieo từ tháng 11 đến giữa tháng 12

- Vụ xuân gieo từ tháng 1 - 2 năm sau

Như vậy chính vụ cà chua thu hoạch khoảng tháng 11 đến tháng 2 năm sau

- Cà chua múi: quả to, nhiều ngăn tạo thành múi, là giống cây sinh trưởng vô hạn, thời 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 làm nguyên liệu tạo giống

I.2.6 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng

Cà chua cung cấp rất nhiều các chất dinh dưỡng cho cơ thể như các chất khoáng (Calci, sắt, kali, phosphor, magnesium, lưu huỳnh, nickel, cobalt, iod, các axid hữu cơ dưới dạng muối citrat, malat và tuỳ môi trường trồng mà cà chua còn có đồng, molibden).Và các

vitamin đặc biệt là các vitamin nhóm B, vitamin A,C axit folic, tiền vitamin A (lycopen, caroten,γ- caroten), các hợp chất flavonoid, phytosterol…

β-Bảng 1.4 : Thành phần các chất hoá học trong cà chua

(theo Dương Thị Trang Nhung, 1997)

Trong cà chua nước chiếm 90% trọng lượng quả Khi quả còn đang trong giai đoạn phát triển thành phần gluxit chủ yếu là tinh bột, theo thời gian phát triển sinh lý của quả, khi chín tinh bột dần chuyển thành đường Thành phần đường chính trong cà chua là glucoza, và thành phần axit chiếm chủ yếu là axit Citric Độ PH của quả nằm trong khoảng 4,0-4,5, và tăng lên trong suốt quá trình phát triển của quả

Bảng 1.5 : Hàm lượng hydrocarbon cà chua (thính theo % chất khô)

(Dương Thị Trang Nhung, 1997)

Quả cà chua gồm có vỏ (4-10%), thịt, nước quả (80-93%) và hạt (2-7%) Thành quả càng dày thì quả càng nạc và ít hạt Ruột quả chia thành nhiều ngăn hạt, các vách ngăn này được ngăn cách bởi các thành trong, giữa các khoảng trống của các ngăn chứa đầy nước quả

Cà chua được xem là một thực phẩm giàu chất dinh dưỡng để tiêu hoá, tăng cường sức đề kháng của cơ thể Mùa hè cà chua có tỉ lệ đường/ độ chua cao nhất, được kể là 10 so với mùa xuân là 7 Lượng vitamin C thấp nhất vào mùa xuân (12mg/100g) so với 15mg đầu hè và cao nhất vào cuối hè Khi cà chua chín, màu đỏ tươi của cà chua tạo nên vẻ đẹp rất bắt mắt trong việc trình bày món ăn Màu đỏ của cà chua cũng cho thấy hàm lượng vitamin A thiên nhiên trong cà chua cao, trung bình 100g cà chua chín tươi sẽ đáp ứng được 13% nhu cầu hàng ngày về vitamin A, vitamin B6, vitamin C Ngoài ra, còn có vitamin B1, B2

Chính nhờ có thành phần dinh dưỡng đa dạng mà cà chua có rát nhiều tác dụng đối với cơ thể con người trong việc ngăn ngừa và phòng chống một số bệnh, có thể kể ra đây một số tác dung của cà chua:

Tác dụng chống lão hóa và phòng ngừa ung thư: Sắc tố Lycopen có trong cà chua, hiện đang được đánh giá cùng với beta - caroten là những chất chống ôxy hoá mạnh, vừa ngăn chặn tế bào ung thư, vừa chống sự hình thành của các cục máu đông trong thành mạch máu Nhiều tài liệu nói chính nhờ lycopen có trong cà chua mà tạo vị thế “thủ khoa” cho cà chua Hàm lượng của chất này có nhiều hay ít trong cà chua tùy thuộc vào chủng loại và độ chín Cà chua thật đỏ thì cứ 1.000g có khoảng 50mg lycopen, còn nếu màu vàng thì ít hơn, khoảng 5mg Lycopen còn có nhiều trong gấc, dưa hấu, bưởi, hồng, nho Cơ thể con người

không thể tự tổng hợp được lycopen mà chỉ hấp thu chất này từ thực phẩm hoặc qua các dược phẩm có chứa lycopen Về hóa học, lycopen thuộc loại carotenoid, có khả năng chống ôxy hóa mạnh, so với beta - caroten nó mạnh gấp 2 lần và gấp 100 lần so với vitamin E

Chất kiềm cà chua có tác dụng kiềm chế vi khuẩn gây bệnh, hình thành những tổ chức nha bào

Axit malic thúc đẩy dịch vị phân giải mỡ, giảm cholesterol trong máu, chống xơ cứng động mạch Giảm nguy cơ về các bệnh tim mạch:

Hiện nay bệnh này vẫn là một trong những nguyên nhân gây tử vong cho nhiều người Mặc dù có nhiều yếu tố gây ra bệnh này nhưng một trong những yếu tố chính là do hàm lượng cholesterol cao Lycopen ảnh hưởng đến quá trình ôxy hóa của cholesterol LDL (low density lipoprotein) - loại cholesterol xấu, gây xơ vữa động mạch, do đó làm giảm nguy cơ

về tim mạch

I.2.7 Tình hình bảo quản và chế biến cà chua

Các sản phẩm chế biến từ cà chua rất được ưa chuộng trong đời sống hàng ngày về tính tiện dụng cũng như hương vị mà các sản phẩm này mang lại hơn nữa một vấn đề thực tế gặp phải là trong thời điểm trái vụ rất khan hiếm cà chua, nhưng trong thời điểm chính vụ giá bán cà chua thường rất thấp

Ngoài mục đích chế biến cà chua còn sử dụng để ăn tươi đòi hỏi quả có mẫu mã đẹp,độ cứng quả cao hơn Hiện nay một phương pháp bảo quản phổ biến trong nông dân đó

là cà chua được hái khi còn ương sau đó được bảo quản và xử lý chín bằng đất đèn, hoặc các chất khí có chúa Ethylen Trong nghiên cứu cà chua được bảo quản ở chế độ mát và có xử lý khí Hiệu quả của các biện pháp bảo quản này là không thể phủ nhận song cũng còn tồn tại một số nhược điểm nhất là về tính kinh tế và giá trị dinh dưỡng của quả sau thời gian bảo quản

I.3 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU XOÀI

Chi Xoài (danh pháp khoa học: Mangifera) thuộc họ Đào lộn hột (Anacadiaceae), là

những loài cây ăn quả vùng nhiệt đới Người ta không biết chính xác nguồn gốc của xoài, nhưng nhiều người tin là chúng có nguồn gốc ở Nam và Đông Nam Á, bao gồm miền đông

Ấn Độ, Myanma, Bangladesh theo các mẫu hóa thạch được tìm thấy ở khu vực này có niên đại khoảng 25 tới 30 triệu năm trước Trong kinh Vệ Đà có chỉ dẫn tới xoài như là "thức ăn của các vị thần"

Tên gọi khoa học của chi này (mangifera) có nguồn gốc từ maanga trong tiếng Tamil, hay từ manga trong tiếng Malayalam, và được những người Bồ Đào Nha phổ biến sau khi họ thám hiểm Ấn Độ, vì thế mà có từ manga trong tiếng Bồ Đào Nha

Bảng 1.6 : Bảng phân loại khoa học của xoài

Phân loại khoa học

Giới (regnum): PlantaeNgành (divisio): MagnoliophytaLớp (class): Magnoliopsida

Bộ (ordo): Sapindales

Họ (familia): AnacardiaceaeChi (genus): Mangifera

Loài (species): có khoảng 55 loài

Bảng 1.7 : Bảng giới thiệu một số loài xoài trên thế giới

Mangifera indica : Xoài

tượng

Mangifera kemanga Mangifera lalijiwa Mangifera laurina Mangifera longipes Mangifera macrocarpa Mangifera magnifica

Mangifera mekongensis :

Xoài thanh ca

Mangifera minutifolia Mangifera monandra Mangifera nicobarica Mangifera odorata Mangifera orophila Mangifera pajang

Mangifera paludosa Mangifera parvifolia Mangifera pedicellata Mangifera pentandra Mangifera persiciformis Mangifera quadrifida Mangifera rubropetala Mangifera rufocostata Mangifera siamensis Mangifera similis Mangifera sumbawaensis Mangifera superba Mangifera swintonioides Mangifera sylvatica Mangifera taipa Mangifera torquenda Mangifera transversalis Mangifera zeylanica Mangifera cambodiana: Xoài

cơm (xoài voi)

I.3.1 Tình hình phát triển cây xoài trên thế giới và Việt Nam

Xoài là cây ăn quả được trồng phổ biến ở các nước nhiệt đới, sản lượng xoài của thế giới khoảng 15 triệu/năm Trong đó riêng Ấn Độ : 9,7 triệu tấn, Pakistan : 0,8 triệu tấn, các nước có sản lượng từ 0,3 – 0,5 triệu tấn là : Thái Lan, Philippin, Trung Quốc, Inđônêxia… còn lại là các nước dưới 0,2 triệu tấn là : Bănglađét, Srilanca, Malaysia, Campuchia…

Trên thế giới, hiện nay có 87 nước trồng xoài với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu ha Riêng Ấn Độ được xem là vương quốc xoài của thế giới Có 1,01 triệu ha với sản lượng hàng năm 9,7 – 10 triệu tấn xoài, đứng đầu cả diện tích và sản lượng xoài trên thế giới Quỹ gen

về xoài ở đây cũng rất đa dạng và phong phú, có 1.106 giống và 4 loài ( R.K Orora và V.Ramanatha Rao, 1995)

Ở Việt Nam, Cây xoài thường được trồng chủ yếu ở miền Nam, miền Bắc trồng rất ít Xoài ra hoa đậu quả từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau, đây là khoảng thời gian gió mùa đông bắc ở miền Bắc, nhiệt độ thấp lại kèm mưa phùn, ẩm độ cao làm hoa và quả non bị rụng nhiều Nếu có được thì chỉ là những giống xoài cũ mà bà con ta gọi là cây muỗm, cây quéo

do sống lâu đời nên chịu được khí hậu lạnh của miền Bắc nhưng chất lượng kém, quả nhỏ và rất chua Các giống xoài mới hiện nay rất ít giống chịu đựng được điều kiện khắc nghiệt này Gần đây được biết Viện Nghiên cứu Rau quả có nhập từ Trung Quốc về một số giống xoài ra hoa muộn vào tháng 4-5 khi trời đã ấm và khô may ra có thể thích hợp để trồng ở phía Bắc, các giống này cũng chỉ đang trong quá trình thử nghiệm theo dõi

Riêng ở vùng Tây Bắc (Sơn La, Lai Châu) do có dãy Hoàng Liên Sơn che chắn gió

mùa đông bắc nên tháng 1-2 khi hoa xoài nở, thời tiết tương đối ấm và khô nên hoa xoài ít

rụng, trồng được

Theo kết quả điều tra nông thôn và nông nghiệp năm 1994, cả nước có 22.447 ha

xoài, trong đó vùng đồng bằng sông Cửư Long có diện tích xoài lớn nhất khoảng 16.286 ha

chiếm 74,80% diện tích xoài cả nước Tiếp theo là các tỉnh Duyên hải Miền Trung (13,59%), Trung du Bắc Bộ (11,20%), các vùng còn lại trồng xoài rất ít (0,12 – 0,44%) Tiền Giang là

tỉnh trồng xoài nhiều nhất trên cả nước với diện tích 11.197 ha chiếm ½ diện tích xoài cả

nước Khánh Hoà là tỉnh thứ hai có diện tích xoài 2.88 ha chiếm 11,39%, đến năm 2002 diện tích xoài của Khánh Hoà đã có 5.236 ha, là tỉnh có thế mạnh thứ hai về cây xoài trong cả

Sản lượng (tấn)

Diện tích (ha)

Sản lượng (tấn)

Diện tích (ha)

Sản lượng (tấn)

I.3.2 Các giống xoài chính hiện trồng ở Việt Nam và ở tỉnh Khánh Hoà

Theo kết quả nghiên cứu của Trần Thế Tục (1977, 1987, 1991), Dương Minh, Lê

Thanh Phong, Vũ Thanh Hoàng (1993) cho thấy ngoài các loài dại, bán hoang dại ( xoài

quéo, xoài muỗm, xoài mắc chai…) hiện có khoảng 50 giống xoài Một số giống xoài được

trồng nhiều ở trong nước như sau :

Bảng 1.9 : Các giống xoài chính ở Việt Nam

1

Xoài Cát Hoà Lộc 300 - 500

Có dạng hình thuôn dài, bầu tròn ở phần cuống Vỏ quả chin có màu vàng chanh, vỏ mỏng, thịt vàng tươi, dầy, ăn ngọt và thơm

2 Xoài thơm 250 – 300 Vỏ quả xanh thẫm hoặc xanh nhạt

3

Xoài bưởi (xoài ghép) 250 – 300 Vỏ quả dầy, thịt quả nhão, ngọt vừa phải và

có mùi nhựa thong

4

Quả chin có màu vàng nhạt ửng xanh, trơn bong, thịt quả có màu vàng nhạt, ít xơ, ít nước, ăn ít ngọt, vị ngọt hơi chua, thoảng có mùi nhựa thong

5

Xoài Thanh Ca 350 – 580

Quả hình trứng dài, vỏ quả màu vàng tươi rất bong, thịt quả màu vàng tươi, ít xơ, nhiều nước, nhiều bột, vỏ dầy

6

Xoài Yên Châu 230 – 300

Quả to hơn xoài tròn, hơi dẹt, vỏ dầy, quả chin màu xanh vàng, thịt quả màu vàng, ăn ngọt, có mùi của nhựa thong

Ở Khánh hòa, xoài được trồng ở tất cả các huyện, với nhiều giống xoài khác nhau

Các giống xoài chủ yếu tập trung ở vùng Cam Ranh và từ đó được nhân rộng ra địa bàn toàn

tỉnh

Bảng 1.10 : Một số đặc điểm chính của các giống xoài Cam Ranh

Stt Tên giống Năng suất T.lượng trái

(g)

Tỷ lệ hạt (%)

Độ Brix (%) Độ xơ Mùi vị Cấu trúc thịt

Độ xơ : 1 (ít xơ), 2 (xơ trung bình), 3 (ít xơ, xơ dài), 4 (nhiều xơ)

Hương vị : 1 (rất ngọt), 2 (thơm ngọt), 3 (ngọt thanh), 4 (ngọt), 5 (ngọt, vị chua), 6 (ngọt nồng), 7 (chua

ngọt), 8 (ngọt nhạt), 9 (ngọt đậm)

DIỆN TÍCH XOÀI PHÂN THEO ĐỊA PHƯƠNG PLANTED AREA OF MANGO BY PROVINCES

Đơn vị tính: ha

STT

No

Tỉnh/ Thành phố Provinces/Cities

Năm - Year

1998 1999 2000

I Đồng bằng Sông Hồng Red River Delta 19 34 174

IV Bắc Trung Bộ North Central Coast 595 611 613

V Duyên Hải Nam Trung Bộ South Central Coast 3,886 4,196 5,181

VII Đông Nam Bộ North East South 6,443 15,000 16,359

VIII Đồng bằng- Sông Cửu Long Mekong River Delta 16,646 19,578 19,682

Bảng 1.11 : Diện tích xoài phân theo địa phương 1998 - 2000

Số

TT

Tỉnh/Thành phố Provinces/Cities

Năm - Year

2001 2002 2003 2004 2005

I Đồng bằng Sông Hồng- Red River Delta 300 500 785 976 1,000

IV Bắc Trung Bộ-North Central Coast 800 800 1,035 1,081 1,300

V Duyên Hải Nam Trung Bộ- South Central Coast 5,300 7,100 7,475 7,502 8,000

VII Đông Nam Bộ -South Central Coast 17,800 19,000 22,716 27,755 22,200 VIII Đồng bằng sông Cửu Long -Mekong River Delta 19,900 24,700 28,685 33,286 36,300

Bảng 1.12 : Diện tích gieo trồng xoài phân theo địa phương 2001-2005

Ghi chú:

- Số liệu năm 2001,2002,2003 của tỉnh Lai Châu là số chung của Lai Châu và Điện Biên

- Số liệu năm 2001,2002,2003 của tỉnh Đắc Lắc là số chung của Đắc Lắc và Đắc Nông

- Số liệu năm 2001,2002,2003 của tỉnh Cần Thơ là số chung của Cần Thơ và Hậu Giang

Số

TT

Tỉnh/Thành phố Provinces/Cities

Năm - Year

2006 2007 (*) 2008 2009 2010

V Duyên Hải Nam Trung Bộ-South Central Coast 8.5 8.4

VIII Đồng bằng sông Cửu Long-Mekong River Delta 41.0 34.4

Bảng 1.13 : Tổng diện tích gieo trồng xoài phân theo địa phương 2006-2007

Ghi chú: (*) Số liệu sơ bộ - Preliminary data

DIỆN TÍCH CHO SẢN PHẨM XOÀI PHÂN THEO ĐỊA PHƯƠNG AREA PLANTED PRODUCTION OF MANGO BY PROVINCES

Đơn vị: ha - Unit: ha

Số

TT

Tỉnh/Thành phố Provinces/Cities

Năm - Year

2001 2002 2003 2004 2005

V Duyên Hải Nam Trung Bộ-South Central Coast 3,900 4,700 5,140 5,202 6,100

VII Đông Nam Bộ-South Central Coast 11,000 9,500 12,861 18,552 15,400 VIII Đồng bằng sông Cửu Long-Mekong River Delta 14,100 17,000 18,410 22,001 25,000

Bảng 1.14 : Diện tích cho sản phẩm xoài phân theo địa phương 2001-2005

Ghi chú:

- Số liệu năm 2001,2002,2003 của tỉnh Lai Châu là số chung của Lai Châu và Điện Biên

- Số liệu năm 2001,2002,2003 của tỉnh Đắc Lắc là số chung của Đắc Lắc và Đắc Nông

- Số liệu năm 2001,2002,2003 của tỉnh Cần Thơ là số chung của Cần Thơ và Hậu Giang