Khảo sát khả năng bảo quản Fresh - cut Thanh long bằng màng bao chitosan và sodium alginate bổ sung dịch chiết vỏ mãng cầu ta ( Annona squamosa L.) có hỗ trợ vi sóng :Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

CẤP TRƢỜNG

Tên đề tài:

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG BẢO QUẢN FRESH-CUT THANH LONG BẰNG

MÀNG BAO CHITOSAN VÀ SODIUM ALGINATE BỔ SUNG DỊCH CHIẾT VỎ

MÃNG CẦU TA (ANONA SQUAMOSA L.) CÓ HỖ TRỢ VI SÓNG

Mã số đề tài: 194.TP06

Chủ nhiệm đề tài: NGÔ TRẦN NGỌC CHÂU

Đơn vị thực hiện: VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

i

LỜI CÁM ƠN

Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm trƣờng Đại học

Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, quý thầy cô, tập thể cán bộ quản lý phòng thí

nghiệm của bộ môn đã tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện cho nhóm chúng em tiếp xúc với

những trang thiết bị thí nghiệm hiện đại.

Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến cô Nguyễn Thị Trang đã hƣớng dẫn và

truyền đạt những kiến thức quý báu giúp nhóm chúng em thực hiện đề tài từ những bƣớc

cơ bản cho đến kết quả cuối cùng của đề tài này. Chúng em luôn muốn cảm ơn cô vì đã

luôn sát cánh, tận tình chỉ bảo, hƣớng dẫn và truyền đạt hết kinh nghiệm quý báu của

mình. Ngoài ra, cô còn là ngƣời đã giúp chúng em hiểu và có một thái độ nghiên cứu, làm

việc khoa học, nghiêm túc và hiệu quả. Chắc chắn những điều này sẽ rất bổ ích và cần

thiết cho quá trình học tập, nghiên cứu và làm việc sau này của chúng em.

Mặc dù nhóm chúng em đã nổ lực và cố gắng tìm hiểu, học hỏi kiến thức mà Cô và

các anh chị đi trƣớc đã truyền đạt trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Nhƣng

do thời gian có hạn, kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tế còn non kém, nên

trong thời gian thực hiện và hoàn thành đề tài, nhóm chúng em không thể tránh khỏi

những khiếm khuyết và thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự thông cảm và đóng

góp ý kiến từ Quý Thầy Cô và các bạn để đề tài của chúng em đƣợc hoàn thiện hơn.

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

ii

PHẦN I: THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

1.1.Tên đề tài: Khảo sát khả năng bảo quản fresh- cut Thanh long bằng màng bao

chitosan và sodium alginate bổ sung dịch chiết vỏ mãng cầu ta (Anona Squamosa L.) có

hỗ trợ vi sóng

1.2.Mã số: 194.TP06

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

STT Họ và tên (học hàm,

học vị)

Đơn vị công

tác

Vai trò thực hiện

đề tài

1 Ngô Trần Ngọc Châu Trƣờng DHCN Nghiên cứu đề tài

2 Bùi Nguyễn Thanh Tâm Trƣờng DHCN Nghiên cứu đề tài

3 Nguyễn Thị Trang Trƣờng DHCN Cố vấn

1.4. Đơn vị chủ trì: Viện Công nghệ sinh học và thực phẩm, Trƣờng Đại học Công

nghiệp Tp. Hồ Chí Minh

1.5. Thời gian thực hiện

1.5.1 Theo hợp đồng: Từ tháng 01 năm 2019 đến tháng 12 năm 2019

1.5.2 Gia hạn (nếu có): Không gia hạn

1.5.3 Thực hiện thực tế: Từ tháng 01 năm 2019 đến tháng 12 năm 2019

1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): Không có

iii

1.7 Tổng kinh phí đƣợc phê duyệt của đề tài: 05 triệu đồng (Số tiền bằng chữ: Năm

triệu đồng)

II. Kết quả nghiên cứu

1. Đặt vấn đề

Trái cây là nguồn cung cấp nhiều vitamin và khoáng chất đối với cơ thể. Tuy nhiên

việc bảo quản trái cây gặp khá nhiều khó khăn. Trong thành phần của trái cây có nhiều

enzyme thủy phân và oxy hóa, gây sẫm màu, dễ bị vi sinh vật xâm nhập tấn công gây nên

các biến đổi không mong muốn, giảm chất lƣợng sản phẩm và thời gian bảo quản. Việc

tạo màng bao đƣợc sử dụng để bảo quản trái cây do tạo ra một rào cản có chọn lọc với độ

ẩm, oxy, carbon dioxide, tránh sự mất nƣớc… giúp ổn định cấu trúc, kéo dài thời gian bảo

quản (Azarakhsh, Osman, Ghazali, Tan, & Mohd Adzahan, 2014).

Màng bao Chitosan là màng bao polysaccharide thƣờng đƣợc sử dụng để bảo vệ trái

cây và rau quả tƣơi. Đây là loại màng bao đƣợc tận dụng từ phế phẩm vỏ tôm cua thân

thiện môi trƣờng và không độc hại. Ví dụ: lớp phủ chitosan đƣợc nghiên cứu về ảnh

hƣởng hoạt tính của giống cây đu đủ Eksotika II (Carica papaya L.) (Singh, Walia, &

Batra, 2018).

Mãng cầu ta hay còn gọi là quả na, mãng cầu dai/giai, tên khoa học là Annona

squamosa thuộc họ na (Annonaceae). Đƣợc trồng nhiều ở Chi Lăng, Lạng Sơn, Vũng

Tàu, Tây Ninh. Vỏ mãng cầu có chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học nhƣ alkaloid,

tannin, saponin, flavonoid (Singh et al., 2018). Các hợp chất này có hoạt tính kháng oxy

hóa mạnh và đƣợc bổ sung vào màng bao với mục đích chống oxy hóa, kháng khuẩn.

Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài “Khảo sát khả năng bảo quản fresh-cut thanh

long bằng màng bao chitosan và sodium alginate bổ sung dịch chiết vỏ mãng cầu ta có

hỗ trợ vi sóng”

iv

2. Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Mục tiêu tổng quát.

Theo dõi các biến đổi của thanh long theo thời gian bảo quản bằng màng bao

chitosan và sodium alginate bổ sung dịch dịch chiết vỏ mãng cầu ta (Anona Squamosa L.)

có hỗ trợ vi sóng.

2.2 Mục tiêu cụ thể.

-Đánh giá khả năng bảo quản thanh long có xử lí với dịch chiết polyphenol trong vỏ

mãng cầu thông qua:

+Khảo sát sự thay đổi của các thông số vật lí, hóa học và sinh học của thanh long

trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ thấp.

+So sánh sự thay đổi các thông số vật lí, hóa học và sinh học của thanh long thƣờng,

thanh long nhúng alginate và thanh long đƣợc bổ sung dịch chiết vỏ mãng cầu.

3. Phƣơng pháp nghiên cứu

3.1. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng polyphenol trong dịch chiết:

Phƣơng trình đƣờng chuẩn: y=0.1018x+0.0254

Hàm lƣợng polyphenol có trong 0.1ml dịch chiết là:Cx*Vđo/1000.

Bổ sung 10% dịch chiết mãng cầu vào 200ml dung dịch CaCl2 nên ta cần bổ sung

20ml dịch chiết. Với nồng độ C1=500mg acid galic/l thì ta có:

1l dịch chiết mãng cầu có 500mg acid galic nên 20ml dịch sẽ có 10mg acid galic.

Tƣơng tự cho các nồng độ khác.

3.2. Phƣơng pháp xác định độ giảm khối lƣợng của mẫu qua từng ngày

v

*Độ giảm khối lượng: Tiến hành đo trực tiếp khối lƣợng mẫu thí nghiệm đƣợc bảo

quản trong khay nhựa PE, cách 2 ngày xác định một lần, bằng cân phân tích phòng thí

nghiệm, đánh giá độ giảm khối lƣợng qua từng ngày- không tính ngày đầu tiên. Tính theo

đơn vị phần trăm:

3.3. Phƣơng pháp xác định lƣợng đƣờng khử

Sử dụng phƣơng pháp DNS để xác định hàm lƣợng đƣờng khử của mẫu.

Chuẩn bị:

- Thuốc thử DNS: Cân 1g DNS cùng với 200ml NaOH 2N, khuấy tan đều vào nhau

rồi tiếp tục cho thêm 50ml nƣớc cất cũng với 30g muối Sodium potaaium taktratte khuấy

đều. Đem hỗ hợp đem đi đun cách thủy cho tan hết định mức lên 100ml.

- Dung dịch glucose mẫu (500ppm): Cân 0.25g D-glucose cho vào nƣớc cất, định

mức lên 500ml

Cách tiến hành:

- Cân 5g mẫu Thanh long, sau đó tiến hành nghiền mẫu bằng cối nghiền, trích ly ban

đầu bằng 40ml cồn 90o

chƣng cách thủy trong 5 phút ở becker 100ml.

- Tiếp theo, chuyển dịch trong suốt của quá trình trích ly qua 40ml cồn 80o

rồi tiến

hành nhƣ trên, làm ba lần để đảm bảo lƣợng đƣờng trích ly hoàn toàn.

- Song song với quá trình đó tiến hành cô khô dịch trích ly trong một becker khác

cũng đƣợc đặt trong nồi chƣng cách thủy. Khi dịch cô khô đƣợc 30ml thì dừng lại, cho

vào bình định mức 100ml

-Hút 10ml dịch sau khi định mức cho vào bình định mức 100ml. Đây là dung dịch

chuẩn bị tạo phức để đo độ hấp thu. Lập phƣơng trình đƣờng chuẩn có nồng độ 500 ppm

và tiến hành tạo phức.

vi

3.4. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng tổng chất khô hòa tan

Đƣợc đo bằng chiết quang kế, thang độ đo: 0-32o

Đối với thanh long, đây là loại quả có chứa nhiều nƣớc nên có thể đo trực tiếp dịch quả

thu đƣợc bằng chiết quang kế.

3.5. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng pH:

Đƣợc xác định bằng máy đo pH cầm tay, thang độ đo: 0-14.

Cách đo: Đo và đọc trực tiếp giá trị pH của dịch Thanh long.

3.6. Phƣơng pháp xác định lƣợng acid citric của mẫu

*Acid citric

- Nghiền nhỏ mẫu bằng cối sau đó dùng vải lọc để thu dịch quả. Hút 10 ml dịch

quả cho vào erlen 250 ml, thêm 5 giọt phenolphtalein 1%. Lắc đều hồn hợp trên và tiến

hành chuẩn độ bằng NaOH 0.1 N cho tới khi xuất hiện màu hồng bền 30 giây. Lặp lại thí

nghiệm 3 lần.

3.7. Phƣơng pháp xác định lƣợng hàm lƣợng vitamin C của mẫu

Cân khoảng 10g mẫu đem nghiền nhỏ trong dung dịch HCl 1% bằng cối nghiền.

Dùng vải lọc lấy dịch nghiền đƣợc định mức lên 100ml bằng HCl 1%, loại bỏ bã. Sau đó,

hút 10ml dịch mẫu đã đƣợc định mức cho vào erlen 250ml cùng với 5ml dịch hồ tinh bột.

Lắc đều hỗn hợp rồi đem đi chuẩn độ bằng I2 0.05N. Mỗi thí nghiệm có 3 lần lặp lại. Ghi

nhận kết quả

3.8. Phƣơng pháp đo màu của mẫu qua từng ngày

vii

*So màu: Màu sắc vỏ, thịt quả đƣợc đánh giá theo hệ thống CIE (L*, a*, b*) bằng

cách đo màu vỏ, thịt trái với máy Minolta, model CR-400, Nhật sản xuất. Trong đó L*

biểu thị độ sáng tối, biến thiên từ 0 đến +100. a* biểu thị từ màu xanh lá cây đến màu đỏ,

biến thiên từ –60 đến +60. b* biểu thị từ màu xanh da trời đến màu vàng, biến thiên từ –

60 đến +60. Máy đƣợc chuẩn với đĩa trắng tiêu chuẩn (Y=92,10; x=0,3163; y=0,3195

tƣơng đƣơng với L* = 97,6; a* = 0,14; b* = 1,88). Mỗi mẫu có 3 lần lặp lại.

*Cách tiến hành:

- Đầu tiên, chỉnh các thông số L*, a*, b* về chuẩn 0 bằng cách chụp lên tấm nền

trắng chuẩn của nhà sản xuất.

- Tiếp đến lấy mỗi mẫu tƣơng ứng với từng nồng độ (tổng cộng có 6 mẫu) một

khối đã cắt trƣớc để chụp, chụp khoảng 3 lần ở từng vị trí khác nhau trên một mẫu. Ghi

nhận kết quả.

3.9. Phƣơng pháp đo cấu trúc của mẫu:

Dùng máy đo cơ lý đo dộ cứng của mẫu. Mẫu đƣợc cắt thành khối 15×15 mm và

đồng nhất giữa các mẫu.

3.10. Phƣơng pháp kiểm tra tổng VSV hiếu khí

Nguyên tắc chung: Phƣơng pháp này sử dụng các đĩa cấy chứa môi trƣờng khô

đƣợc bổ sung các kháng sinh, thuốc nhuộm để tăng khả năng quan sát sự phát triển và các

chất tạo đông có thể hòa tan trong nƣớc lạnh. Các dung dịch huyền phù chƣa pha loãng

hoặc đã pha loãng đƣợc cho vào các đĩa với lƣợng 1 ml/đĩa. Dàn đều dung dịch huyền

phù trên diện tích khoảng 30 cm2

(đối với nấm mốc, men) và 20 cm2

(đối với tổng vi sinh

vật hiếu khí).

viii

Chuẩn bị mẫu thử: Chuẩn bị tất cả các dung dịch pha loãng thập phân tiếp theo từ 90

ml nƣớc dùng để pha loãng và 10 ml dung dịch mẫu thử pha loãng trƣớc đó. Pha loãng tới

nồng độ thích hợp.

4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu

STT Chỉ tiêu Kết quả

1 Hao hụt khối lƣợng A-M0’

2 Nồng độ Brix C-M0’

3 Độ pH A-M0’

4 Hàm lƣợng acid citric C-M0’

5 Hàm lƣợng Vitamin C A-M3

6 Hàm lƣợng đƣờng khử C-M4

7 Chỉ số đo màu A-M0’

8 Tổng vi sinh vật hiếu khí A-M2

9 Độ cứng A-M0’

5. Đánh giá kết quả đã đạt đƣợc và kết luận

Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi đã tìm ra đƣợc nồng độ

polyphenol có trong dịch chiết vỏ mãng cầu có ảnh hƣởng đến hàm lƣợng vitamin C là

300ppm, hàm lƣợng đƣờng khử là 200ppm và tổng vi sinh vật hiếu khí là 400ppm trong

quá trình bảo quản thanh long bằng dịch nhúng chitosan và alginate.

Về phần dịch nhúng thì kết quả cho thấy alginate có hiệu quả tốt hơn so với chitosan

bàng chứng là trong 9 chỉ tiêu đạt đƣợc thì có 6 chỉ tiêu cho thấy hiệu quả alginate đó là

độ giảm khối lƣợng, sự thay đổi pH, hàm lƣợng vitamin C, chỉ số đo màu, tổng vi sinh vật

ix

hiếu khí và độ cứng. Trong khi đó chitosan chỉ có 3 chỉ tiêu hiệu quả là nồng độ Brix,

hàm lƣợng acid citric và hàm lƣợng đƣờng khử.

Kết quả cho thấy hàm lƣợng polyphenol ảnh hƣởng không nhiều đến quá trình bảo

quản thanh long mà dịch nhúng ảnh hƣởng phần lớn đến sự thay đổi về tính chất sản

phẩm. Đây là sản phẩm fresh-cut nên màu sắc và độ cứng là yếu tố cảm quan bên ngoài

ảnh hƣởng trực tiếp đến giá trị sản phẩm và 2 yếu tố này đều hiệu quả khi nhúng dịch

alginate. Vì vậy, trong 2 dịch nhúng trên thì dịch alginate là hiệu quả nhất.

6. Tóm tắt kết quả (tiếng việt và tiếng anh)

Tóm tắt

Mục đích của bài báo cáo nghiên cứu này là khảo sát khả năng bảo quản fresh-cut

thanh long bằng màng bao chitosan và alginate có bổ sung dịch chiết vỏ mãng cầu ta

(Anona Squamosa L.). Thông qua quá trình xác định hàm lƣợng polyphenol bằng thuốc

thử Folin-Ciocalteu’s. Sau đó, tiến hành khảo sát các thông số: hao hụt khối lƣợng, nồng

độ brix, độ pH, hàm lƣợng acid citric, hàm lƣợng vitamin C, hàm lƣợng đƣờng khử, chỉ

số đo màu, tổng vi sinh vật hiếu khí, độ cứng. Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ

polyphenol trong dịch chiết vỏ mãng cầu có ảnh hƣởng đến quá trình bảo quản thanh long

là hàm lƣợng vitamin C, hàm lƣợng đƣờng khử và tổng vi sinh vật hiếu khí. Dịch nhúng

alginate bảo quản hiệu quả hơn so với chitosan đối với mẫu thanh long trong điều kiện

nhiệt độ (4-6

oC) trong 6 ngày.

Abstract

The purpose of this research paper is to investigate the ability to preserve fresh-cut

dragon fruit with chitosan and alginate films supplemented with custard apple juice

extract (Anona Squamosa L.). Through the process of determining the polyphenol content

with Folin-Ciocalteu’s reagent. After that, survey the parameters: mass loss, brix

x

concentration, pH, citric acid content, vitamin C content, reducing sugar content,

colorimetric index, total aerobic microorganisms, stiffness. Research results show that the

concentration of polyphenols in custard-apple extract that affects the storage of dragon

fruits is the content of vitamin C, reducing sugar content and total aerobic

microorganisms. Alginate dipping solution is more effective than chitosan for dragon fruit

samples under temperature conditions (4-6 ° C) for 6 days.

III. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo

Kết quả nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3)

TT Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh

tế- kỹ thuật

Đăng kí Đạt đƣợc

1

Fresh-cut thanh long đƣợc bao bằng

màng bao chitosan và alginate có

bổ sung dịch chiết vỏ mãng cầu hỗ

trợ vi sóng.

Mẫu có màng bao

hiệu quả hơn trong 2

màng alginate và

chitosan.

Mẫu alginate có khả

năng bảo quản tốt

nhất.

2

Quy trình công nghệ fresh-cut

thanh long

Có đầy đủ thông số

kỹ thuật quy trình

nhúng.

Khảo sát quá trình

nhúng trong điều

kiện 4-6

oC trong 6

ngày. Nồng độ thích

hợp từ 200-400ppm.

IV. Tình hình sử dụng kinh phí

TT Nội dung chi

Kinh phí

đƣợc duyệt

(triệu đồng)

Kinh phí

thực hiện

(triệu đồng)

Ghi chú

A Chi phí trực tiếp 05 05

xi

1 Thuế toán chuyên môn

2

Nguyên liệu:

-Thanh long/ mãng cầu

-Chitosan

-Alginate

-Glycerol

-CaCl2

-Folin Ciocalteu’s

-Iodine

-HCl

-NaOH

-Etanol

01

0,5

0,5

0,2

0,3

01

0,5

0,1

0,2

0,5

01

0,5

0,5

0,2

0,3

01

0,5

0,1

0,2

0,5

3 Thiết bị, dụng cụ

4 Công tác phí

5 Dịch vụ thuê ngoài

6

Hội nghị, hội thảo, thù lao nghiệm

thu giữa kỳ

7 In ấn, văn phòng phẩm 0,2 0,2

8 Chi phí khác

B Chi phí gián tiếp

1 Quản lí phí

2 Chi phí điện nƣớc

Tổng số 05 05

V. Kiến nghị

xii

Quá trình nghiên cứu đƣợc thực hiện trong quy mô phòng thí nghiệm, thời gian thực tập

hạn chế do nhóm thực tập tốt nghiệp và các môn học trên lớp nên chƣa khảo sát đƣợc các

phƣơng pháp trích ly để so sánh với nhau. Nhóm có một số kiến nghị nhƣ sau:

-Thực hiện các phƣơng pháp trích ly khác nhƣ trích ly hỗ trợ sóng siêu âm, trích ly siêu

tới hạn, .... để có thể so sánh đƣợc quá trình trích ly nào hiệu quả nhất trong việc thu nhận

polyphenol.

-Kết hợp chitosan với các hợp chất khác nhƣ nano bạc, acid citric,... để tăng thời gian bảo

quản.

-Khảo sát hàm lƣợng polyphenol ở nồng độ cao hơn.

-Tăng nồng độ dịch nhúng để khảo sát tác dụng màng bảo quản.