Nghiên cứu khả năng bảo quản cà chua bằng hợp chất Chitosan - Tinh dầu neem,Chitosan - Tinh dầu sả và Chitosan - Tinh dầu bạc hà :Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

----------

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGUYÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BẢO QUẢN CÀ CHUA BẰNG HỢP CHẤT

CHITOSAN – TINH DẦU NEEM, CHITOSAN – TINH DẦU SẢ VÀ

CHITOSAN – TINH DẦU BẠC HÀ

Mã số đề tài: 184.TP19

Hợp đồng số: 138/HĐ-ĐHCN

Chủ nhiệm đề tài: LÊ THỊ MỸ HƯƠNG

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

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019

LỜI CÁM ƠN

Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn – cô Đàm Sao

Mai, cùng các thầy cô trong Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm đã tận tình hướng

dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành khóa luận này.

Chúng em cảm ơn thầy cô và các bạn quản lý phòng thí nghiệm đã luôn hỗ trợ máy

móc thiết bị, dụng cụ và hóa chất trong quá trình chúng em thực hiện đề tài.

Chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên giúp đỡ và tạo

điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019

Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thùy Dương

Trần Quốc Hùng

Lê Thị Mỹ Hương

Nguyễn Thu Hương

1

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng bảo quản cà chua bằng hợp chất chitosan – tinh dầu

neem, chitosan – tinh dầu sả và chitosan – tinh dầu bạc hà

Mã số: 184.TP19

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

TT

Họ và tên

(học hàm, học vị)

Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 Nguyễn Thị Thùy Dương

(Sinh viên)

Viện Công Nghệ Sinh

Học-Thực phẩm,

trường Đại học Công

nghiệp thành phố Hồ

Chí Minh

Thành viên

2 Trần Quốc Hùng

(Sinh viên)

Thành viên

3 Lê Thị Mỹ Hương

(Sinh viên)

Chủ nhiệm

4 Nguyễn Thu Hương

(Sinh viên)

Thành viên

1.2. Đơn vị chủ trì: Viện Công nghệ Sinh học- Thực phẩm

1.3. Thời gian thực hiện

1.3.1. Theo hợp đồng: Từ tháng 10 năm 2018 đến tháng 09 năm 2019

1.3.2. Thực hiện thực tế: Từ tháng 10 năm 2018 đến tháng 06 năm 2019

1.4. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): không có

STT

Thuyết minh ban

đầu

Những thay đổi Nguyên nhân

Ý kiến của

cơ quan

quản lý

2

1

Sản xuất hợp chất

chitosan – tinh dầu

neem, chitosan – tinh

dầu sả và chitosan –

chiết xuất hành tím.

Không thực hiện

sản xuất.

Không đủ

điều kiện thực

hiện.

2

Nội dung xác định kỹ

thuật xử lý cà chua.

Không xử lý bằng

micro bubble

Không có

thiết bị micro

bubble.

3

Nội dung sản xuất

hợp chất chitosan –

tinh dầu neem,

chitosan – tinh dầu sả

và chitosan – chiết

xuất hành tím.

Không sản xuất

hợp chất chitosan –

tinh dầu neem,

chitosan – tinh dầu

sả và chitosan –

chiết xuất hành

tím.

Không đủ

điều kiện.

4

Nội dung khảo sát

khả năng bảo quản cà

chua bằng hợp chất

chitosan – tinh dầu

neem, chitosan – tinh

dầu sả và chitosan –

chiết xuất hành tím ở

các nhiệt độ khác

nhau.

Không khảo sát

khả năng bảo quản

cà chua bằng hợp

chất chitosan –

tinh dầu neem,

chitosan – tinh dầu

sả và chitosan –

chiết xuất hành tím

ở các nhiệt độ khác

nhau.

Không đủ

điều kiện thực

hiện.

5

Sử dụng chiết suất

hành tím để tiến hành

các thí nghiệm.

Không sử dụng

chiết suất hành tím

để tiến hành các thí

nghiệm.

Không đủ

điều kiện thực

hiện.

3

Bổ sung thêm nội

dung khảo sát khả

năng kháng nấm

của các dung dịch

chitosan, tinh dầu

neem, tinh dầu sả

và tinh dầu bạc hà

ở các nồng độ khác

nhau.

Thay thế cho

chiết xuất

hành tím.

1.5. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 05 triệu đồng (Số tiền bằng chữ:

Năm triệu đồng).

4

II. Kết quả nghiên cứu

1. Đặt vấn đề

Việc bảo quản các loại trái cây sau thu hoạch trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của

nước ta là một trong những vấn đề đã và đang được quan tâm của các nhà sản xuất,

chế biến và các nhà khoa học thực phẩm. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng

chitosan có thể được sử dụng như một chất bảo quản hoặc vật liệu phủ hiệu quả để cải

thiện chất lượng và thời hạn sử dụng của các loại thực phẩm khác nhau (No, H.K.,

Meyers, S. P., Prinyawiwatkul, W., & Xu, Z., 2017)

Tinh dầu có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm tốt. Liệu việc kết hợp tinh dầu với

chitosan có giúp nâng cao khả năng bảo quản và duy trì chất lượng trái cây hay không?

Nhóm chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu để làm sáng tỏ vấn đề nêu

trên.

2. Phương pháp nghiên cứu

2.1. Phương pháp xác định hoạt tính kháng khuẩn

a. Chuẩn bị giống:

Tiến hành giữ các giống nấm mốc trên môi trường thạch PDA trên đĩa Petri bằng phương

pháp cấy chấm. Ðầu tiên pha môi trường thạch PDA (39g/L), hấp tiệt trùng ở 121℃

trong 20 phút, để nguội xuống 40–50°C rồi đem đi đổ đĩa Petri. Các đĩa này được để ở

nhiệt độ phòng trong vòng 24 giờ để kiểm tra môi trường không bị nhiễm. Ðĩa Petri sau

24 giờ sẽ được dùng để cấy nấm mốc nhằm mục đích giữ giống. Sau khi cấy các đĩa

Petri được để trong vòng 24 giờ ở nhiệt đọ thường và có thể bảo quản được 2–3 tuần ở

nhiệt độ mát.

b. Phương pháp xác định hoạt tính kháng:

Hoạt tính kháng của vi sinh vật kiểm định được đánh giá bằng cách đo bán kính vòng

ức chế vi sinh vật (BK) theo đó công thức BK (mm) = D – d với D là đường kính vòng

vô khuẩn và d là đường kính khoanh giấy kháng (Hadacek et al., 2000).

Kháng sinh trong khoanh giấy sẽ khuếch tán vào thạch có chứa vi sinh vật thử nghiệm

và mức độ nhạy cảm của vi sinh vật với kháng sinh biểu hiện bằng đường kính các vòng

vô khuẩn xung quanh giấy kháng sinh.

5

c. Cách tiến hành:

Pha môi trường PDA (39g/L), hấp tiệt trùng 121℃ trong 20 phút, để nguội đến

40–50°C, thực hiện đổ đĩa Petri, để ở nhiệt độ phòng trong vòng 24 giờ để kiểm tra môi

trường không bị nhiễm.

Tiến hành cấy nấm bằng phương pháp cấy chấm. Gói lại bằng giấy báo và để

nấm phát triển ở nhiệt độ phòng 7 ngày.

Đặt vòng kháng: Sử dụng kẹp đầu nhọn vô trùng đặt nhẹ nhàng từng khoanh giấy

kháng sinh lên đĩa thạch. Không di chuyển khoanh giấy khi đã tiếp xúc với mặt thạch

để tránh các vòng ức chế chồng chéo lên nhau và có thể gây sai số khi đo vòng ức chế.

Lât ngược các đĩa thạch và để ở nhiệt độ phòng trong vòng 7 ngày.

Mỗi nồng độ được tiến hành lặp lại 3 lần. Đường kính vùng ức chế được đo bằng thước

đo đơn vị mm.

Hình 2.1 Mô tả cách đo vòng tròn kháng khuẩn (Hudzicki, 2009)

6

2.2. Phương pháp đánh giá cảm quan

a. Thuyết minh quy trình

Cảm quan và cho kết quả theo các thang điểm đã biết trước.

Việc cho điểm nhằm đánh giá các đặc điểm của cà chua bằng thị giác, khứu giác và xúc

giác. Điểm nhấn mạnh ở đây là màu sắc và sự hư hỏng của cà chua kèm theo các mùi

lạ.

Theo TCVN 3215 – 79: Sản phẩm Thực phẩm Phân tích cảm quan – Phương pháp cho

điểm. Sử dụng thang điểm 5 gồm 6 bậc (0–5). Hội đồng cảm quan gồm 5 người. Mỗi

thành viên được phát một phiếu đánh giá cảm quan và các mẫu cà chua đã được mã hoá

bằng các chữ cái in hoa, sau đó lập bảng thống kê điểm đối với từng mẫu. Tổng điểm

chất lượng là 20 điểm và được phân ra các mức độ khác nhau [43]:

Bảng 2.1. Xếp loại thang điểm

Xếp loại Thang điểm

Loại tốt 18,6 – 20,0

Lấy ra khỏi nơi bảo quản

Cà chua trong quá trình

bảo quản

Cảm quan

Ghi nhận và xử lý số liệu

7

Loại khá 15,2 – 18,5

Loại trung bình 11,2 – 15,1

Loại kém – (không đạt mức chất lượng quy định trong

tiêu chuẩn nhưng còn khả năng bán được)

7,2 – 11,1

Loại rất kém – (không có khả năng bán được nhưng sau

khi tái chế thích hợp còn sử dụng được)

4,0 – 7,1

Loại hỏng – (không còn sử dụng được) 0 – 3,9

(Nguồn: TCVN 3215–79)

Bảng 2.2. Các yếu tố

Yếu tố Thang điểm Hệ số quan trọng

Vỏ quả 0 – 5 1

Thịt quả 0 – 5 1

Mùi 0 – 5 0,6

Mức độ hư hỏng 0 – 5 1,4

b. Cách tiến hành:

Mẫu sau mỗi 3 ngày bảo quản được lấy ra khỏi bao bì và tiến hành ghi nhận lại

tình trạng và cho điểm mẫu.

Phiếu đánh giá cảm quan: Phụ lục.

Tiêu chí đánh giả cảm quan: Phụ lục.

c. Cách tính điểm:

Tính điểm trung bình của các thành viên hội đồng đối với từng chỉ tiêu cảm quan,

lấy chính xác đến 1 chữ số thập phân sau dấu phẩy. Sau đó đem nhân với hệ số quan

trọng tương ứng của chỉ tiêu đó.

8

Tính tổng số điểm có trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu cảm quan được số điểm

chung.

2.3. Xác định hao hụt khối lượng tự nhiên

Cân khối lượng của từng quả cà chua trước và sau khi bảo quản bằng cân kỹ thuật với

3 lần lặp lại. Hao hụt khối lượng tự nhiên được tính theo công thức:

�� =

��1 − ��2

��1

∗ 100% (4.1)

Trong đó:

G: Hao hụt khối lượng tự nhiên ở mỗi lần phân tích (%)

G1: Khối lượng (g) mẫu ở ngày 0

G2: Khối lượng (g) mẫu ở ngày n

2.4. Màu sắc: sử dụng máy đo màu

a. Nguyên tắc:

Các thông số màu sắc có trong không gian màu CIELAB được biểu diễn ở Hình 4.2 bên

dưới.

Trong không gian màu CIELAB, có một chỉ số về cường độ sáng (L*) và hai tọa độ màu

(a* và b*). Chỉ số L* có liên quan đến độ sáng, mỗi màu sắc có thể được xem như một

bộ phận của thanh màu xám (grey bar), trong đó màu đen (L* = 0) và trắng (L* = 100).

Tọa độ a* có giá trị âm sẽ cho màu xanh lá cây và giá trị dương cho màu đỏ. Tọa độ b*

có giá trị dương cho màu vàng và giá trị âm cho màu xanh dương. Ngoài ra, còn một số

giá trị từ tổng màu khác biệt (total colour difference – ∆E*), sắc độ (C*ab) và sắc thái

màu (hue) cũng cung cấp những thông tin có giá trị.

9

Hình 2.2 Không gian màu CIELAB

b. Cách tiến hành:

Mẫu được chuẩn bị và đặt trên đĩa nhựa làm từ polyethylene và được đặt chính giữa mặt

kính. Điều kiện là bề mặt và độ dày phải đồng đều để đo đạc CIELAB. Ghi nhận số liệu

L* và a*. Mỗi quả đo tại 3 vị trí lấy trung bình.

2.5. Độ cứng: sử dụng thiết bị đo độ cứng cầm tay

a. Nguyên tắc:

Nguyên tắc chung của phương pháp đo độ cứng thực phẩm là dưới áp lực P xác định,

một mũi thử bằng vật liệu chọn trước, có hình dáng và kích thước nhất định, có thể thâm

nhập vào bề mặt của mẫu thử một chiều sâu h bao nhiêu là tuỳ thuộc vào độ cứng của

nó.

Độ cứng trái cây có thể biểu thị bằng đơn vị diện tích (S) sẽ chịu áp lực của lực kế

(N), giá trị cụ thể của chúng chỉ bằng độ cứng (P)

�� =

��

��

(2.2)

10

Trong đó:

P: Giá trị độ cứng của quả 105 Pa hoặc kg/cm2

N: Áp suất của lực kế N hoặc kg

S: Diện tích áp suất m2 hoặc cm2

b. Cách tiến hành:

– Dùng dao lam gọt vỏ (hạn chế phạm vào thịt quả) tại 3 vị trí xác định trên

mỗi quả

– Lựa chọn đầu đo phù hợp và lắp vào thiết bị

– Chỉnh kim về vạch 0

– Tay cầm thiết bị tác động lực vào quả theo phương thẳng đứng

– Ghi nhận kết quả, chỉnh kim về vạch 0 để tiếp tục đo.

Yêu cầu: Đường kính nguyên liệu phải lớn hơn đường kính đầu dò nén.

2.6. Xác định tổng hàm lượng chất khô hòa tan: sử dụng khúc xạ kế điện tử

a. Nguyên lý của khúc xạ kế:

Nguyên lý khúc xạ kế dựa theo định luật Snell trong khúc xạ ánh sáng. Chỉ số khúc xạ

(n) của một chất so với không khí là tỷ lệ giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ

của chùm tia sáng truyền từ không khí vào chất đó. Khi đi từ một môi trường (không

khí) vào một môi trường khác (chất lỏng) tia sáng sẽ bị lệch đi (bị khúc xạ). Nếu chất

lỏng là một dung dịch hòa tan (dung dịch, muối,.…) dựa trên độ lệch của tia sáng, ta có

thể tính được nồng độ của chất hoà tan.

b. Cách tiến hành:

Dùng dung dịch nước cất nhỏ lên mặt kính khúc xạ kế điện tử rồi bấm Read để kiểm tra

mặt kính có sạch không (nếu máy hiển thị 0 mới tiến hành đo). Nhỏ dung dịch cần đo

lên mặt kính rồi bấm Read. Sau khi đo xong lấy giấy thấm chặm lên bề mặt cho khô.

Đọc kết quả trực tiếp trên màn hình.

11

2.7. Xác định hàm lượng acid hữu cơ tổng số: phương pháp chuẩn độ trung

hòa

a. Nguyên tắc:

Acid hữu cơ dễ hòa tan trong nước. Nước chiết rút được chuẩn độ bằng NaOH 0,1N,

qua đó ta có thể tính được lượng acid hữu cơ trong mẫu.

b. Cách tiến hành:

Nghiền nhỏ, trộn đều 10–20g mẫu trong cối sứ, cân chính xác đến 0,001g, dùng nước

cất chuyển toàn bộ lượng mẫu vào bình tam giác dung tích 250mL thêm nước đến

khoảng 150mL, đun trên bếp cách thuỷ ở 80°C trong 15 phút. Làm nguội, chuyển toàn

bộ vào bình định mức 250mL, thêm nước dến vạch, lắc kỹ, để lắng. Lọc mẫu thu dịch

lọc vào cốc. Hút 25mL dịch lọc vào bình tam giác dung tích 100mL, thêm 3 giọt

phenolphtalein 0,1%, chuẩn độ bằng NaOH 0.1N đến màu hồng nhạt bền vững trong 30

giây. Thực hiện 3 lần, lấy trung bình.

Hình 2.3 Màu điểm dừng chuẩn độ

Lượng acid hữu cơ tổng số trong mẫu tính ra %:

�� =

�� ∗ �� ∗ ��2 ∗ 100

��1 ∗ ��

(2.3)

(Nguồn: (TCVN 4589:1988))

Trong đó:

12

V: Thể tích dung dịch NaOH 0,1N (mL)

V1: Thể tích dung dịch đã hút để chuẩn (25mL)

V2: Thể tích dung dịch bình định mức (250mL)

K: Hệ số acid tương ứng (Trong cà chua acid citric chiếm tỷ lệ cao nhất, hệ số

đối với acid citric là 0,0064.)

m: Khối lượng mẫu đem phân tích (g)

2.8. Xác định hàm lượng đường tổng: phương pháp Phenol

a. Nguyên tắc:

Phương pháp Phenol – Acid sulfuric (Dubois, 1956) xác định tổng carbohydrate.

Nguyên tắc của phương pháp so màu trên máy là đo mật độ quang của dung dịch rồi suy

ra nồng độ, dựa vào định luật hấp phụ ánh sáng của Lambert – Beer.

Acid sulfuric đậm đặc phá vỡ các liên kết của polysaccharides, oligosaccharides và

disaccharides thành monosaccharides. Pentoses (hợp chất 5C) sau đó được dehydrate

thành furfural và hexoses (hợp chất 6C) thành hydroxymethyl furfural. Các hợp chất

này sau đó phản ứng với phenol để tạo ra màu vàng đồng. Đối với các sản phẩm có hàm

lượng xyloza (pentose) cao, chẳng hạn như cám lúa mì hoặc cám ngô, nên sử dụng

xyloza để xây dựng đường cong chuẩn cho xét nghiệm và đo độ hấp thụ ở bước sóng

480nm. Đối với các sản phẩm có nhiều đường hexose, glucose thường được sử dụng để

tạo đường cong chuẩn và độ hấp thụ được đo ở bước sóng 490nm. Màu sắc cho phản

ứng này ổn định trong vài giờ và độ chính xác của phương pháp nằm trong phạm vi ±

2% ở điều kiện thích hợp.

b. Cách tiến hành:

Cách trích đường:

Lấy 1–2 gam nguyên liệu tươi đã nghiền nhỏ chứa khoảng 5–50mg đường (cân bằng

cân phân tích) cho vào cốc thủy tinh 50mL và thêm 10 mL alcol 90° vào (nếu dùng

nguyên liệu khô thì cần lấy ít mẫu hơn). Sau đó để cốc đun trên nồi cách thủy cho sôi 3

lần (mỗi lần sôi, lấy cốc ra cho nguội bớt rồi đặt trở lại). Khuấy đều bằng đũa thủy tinh,

để nguội, lọc qua giấy lọc (giữ cặn, không đổ cặn lên giấy lọc). Sau đó lại cho 10mL

13

alcol 80° vào cốc chứa cặn, khuấy đều, đun sôi 2 lần trong nồi cách thủy. Để nguội, lọc.

Tiếp tục làm như vậy khoảng 2 lần. Sau đó đưa cặn lên giấy lọc và tráng cốc 2–3 lần

bằng alcol 80° nóng (nước tráng cũng cho cả lên lọc). Dịch lọc cho bay hơi ở nhiệt độ

phòng hoặc đun nhẹ trên nồi cách thuỷ để cồn bay hết.

Pha loãng cặn thu được với nước cất thành 50ml, để lắng, dung dịch này đem đi hiện

màu để xác định hàm lượng đường, có thể pha loãng dung dịch 5–10 lần tuỳ theo nồng

độ đường có trong dung dịch. Sau đó có thể tạo phản ứng màu của dung dịch đường

theo phương pháp sau:

Dùng Phenol:

Hút 1mL dung dịch đường có khoảng 10–70µg đường cho vào ống nghiệm rồi

cho thêm 1mL dung dịch phenol 5%. Sau đó, cho vào ống nghiệm 5mL H2SO4 đậm đặc.

Tuyệt đối không để dính acid vào thành ống nghiệm. Để nguội 10 phút rồi lắc và giữ

trên nồi cách thủy 20 phút ở 30°C để xuất hiện màu. Màu bền vững trong vài giờ, đem

đo độ hấp thụ ở bước sóng 490nm.

Xây dựng đồ thị chuẩn:

Pha dung dịch saccharose gốc nồng độ 100 µg/mL.

Từ dung dịch gốc, pha dãy dung dịch có nồng độ từ 0–70µg/mL. Thêm các hoá chất vào

8 ống nghiệm theo bảng sau:

Ống nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8

Nồng độ dung

dịch saccharose

(µg/mL)

0 10 20 30 40 50 60 70

Thể tích dung

dịch saccharose

gốc

(µL)

0 100 200 300 400 500 600 700