Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm tạo màng gellan trong bảo quản cam

Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp này được thực hiện tại Viện Cơ điện nông nghiệp và
Công nghệ Sau thu hoạch dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Hồng Hà - Bộ
môn Nghiên cứu công nghệ sinh học sau thu hoạch.
Tôi xin chân thành câm on ThS.Nguyền Thị Hồng Hà - Bộ môn Nghiên cứu

công nghệ sinh học sau thu hoạch - Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau
thu hoạch, người đã giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cám ơn các anh chị tại bộ môn vi sinh vật và toàn bộ cán

bộ làm việc tại Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch đã hỗ trợ và
chi báo tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thay cô trong khoa Công nghệ sinh học-Viện

Đại học Mờ Hà Nội đã dạy dỗ và dẫn dắt tôi trong suốt thời gian học tập tại trường.
Bên cạnh đó, tơi xin càm ơn gia đình, bạn bè đã ln bên cạnh úng hộ. động
viên và giúp đỡ tôi yỏHg^ủoi thơi'gidnộiồỊ học Mo Híl Nọi

Hà Nội, ngày 15 tháng05năm 2015
Ngưịi thực hiện

Hà Quí Phượng

SV: Hà Quí PhượngỉLớp KSCNSH-Ỉ103

Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam doan rằng, số liệu và kết quá nghiên cứu trong khóa luận này là
trung thực.

Tơi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đờ cho việc thực hiện khóa luận này đã
được cám ơn và các thơng tin được trích dẫn trong chuyên đề này đã được ghi rõ
nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 15 tháng05 năm 2015

Ngưòi cam đoan

Hà Quí Phưọiig

Thư viện Viện Đại học Mớ Hà Nội

SV: Hà Quí PhượnguLớp KSCNSH-1103


Viện Đại học Mờ Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

MỤC LỤC
DANH MỤC BÁNG.................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................. vii

MỞ ĐÀU....................................................................................................................... 1
PHÀN I: TĨNG QUANTÀI LIỆU........................................................................... 3

1.1.

G iới thiệu chung vềcam.................................................................................... 3

1.1.1.

Giá trị kinh tế của cam................................................................................... 3

1.1.2.

Tinh hình sàn xuất và tiêu thụ cam ở Việt Nam............................................ 3

1.1.3.

Báo quăn cam sau thu hoạch.......................................................................... 4

1.1.4.

Sự biến đổi sinh lý, sinh hóa của cam sau thu hoạch.................................... 5

1.1.5.

Một số bệnh thường gặp sau thu hoạch ở cam.............................................. 7

1.1.6.

Một số phương pháp bảo quản cam............................................................... 9

1.1.6.1.

Bào quản cam ở nhiệt độ thấp.................................................................... 9

1.1.6.2.

Bảo quàn cam bằng phương pháp xử lý nước nóng................................. 10

1.1.6.3.
1.1.6.4.

Bảo quàn cam bằng hóa chất..................................................................... 10
Bào quản Jain^ẳn^.ìổỉiế\>í>a^ ỉ^ffi-hPír..M.Q..Ị.Ịâ.^.Q.Ị..................... 10

1.1.6.5.

Bâo qn cam bằng khí quyển điều chinh................................................ 11

1.1.6.6.

Bào quản cam bằng chế phẩm Retain....................................................... 11

1.1.6.7.

Bảo quàn cam bằng màng Chitosan......................................................... 12

1.2.

Tổng quan về gơm gellan................................................................................. 12

1.2.1.

Cơng thức cấu tạo......................................................................................... 12

1.2.2.

Tính năng cơng nghệ của gôm gellan...........................................................16

1.2.3.

Sử dụng màng gôm gellan trong bào quản trái cây..................................... 21

1.2.3.1.

Khái quát về màng bào quản:.................................................................... 21

1.2.3.2.

Thành phần chính tạo màng.....................................................................21

1.2.3.3.

Sử dụng màng gellan trong bào quàn quả............................................... 22

PHÀN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúu............................ 26
2.1.

Vật liệu nghiêncứu........................................................................................... 26

2.1.1.

Đối tượng nghiên cứu.................................................................................. 26

2.1.2.

Hóa chất........................................................................................................ 26

2.1.3.

Thiết bị.......................................................................................................... 26

SV; Hà Quí PhượngmLớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

2.2.

Viện Đại học Mở Hà Nội

Phương pháp nghiên cứu................................................................................ 26
Xác định thành phần tạo màng gôm gellan dùng trong bào quán cam Vinh..26

2.1.1.

2.2.2. Ảnh hường của phương pháp sử dụng chế phẩm tạo màng gôm gellan đến
hiệu quâ bão quân cam Vinh....................................................................................... 27
Phương pháp xác định thông số công nghệ cùa màng bao gellan..............28

2.2.3.
2.2.3.1.

Xác định độ nhớt và pH của chế phẩm..................................................... 28

2.2.3.2.

Phương pháp xác dinh hàm lượng chất rán hòa tan tổng số (TSS)......... 28

2.2.3.3.

Xác định thời gian khô của màng gcllan................................................... 28

2.2.3.4.

Xác định thời hạn sử dụng màng.............................................................. 29

2.2.3.5.

Xác định độ bám dính của màng gellan.................................................... 29

2.2.3.6.

Xác định tính thâm thau hơi nước của màng trênquá...............................29

2.2.3.7.

Xác định mức độ ngăn cán trao đối khí.................................................... 29

2.2.3.8.

Phương pháp xác định sự biến đổi màu sắc............................................. 30

2.2.3.9.

Phương pháp đo độ cứng quà.........

30

2.2.3.10.

Phương pháp xác định tỳ lệ thối hôn;

31

2.2.3.11.

Phương pháp đánh giá câm quan...................................

31

Đánh giá hiệu quà của sư dụng màng gôm gellan CA3 trong bào quàn cam
33

2.2.4.
Vinh

2.2.5. Phương pháp bố trí xây dựng mơ hình ứng dụng màng gôm gellan CA3 trong
bảo quàn cam Vinh......................................................................................................34
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................. 35

3.1.

Xác định công thức tạo màng gơm gellan thích hợp dùng trong bảo qn cam35

3.1.1. Ánh hướng của các công thức tạo màng gôm gellan đến hiệu quá bảo quàn
cam Vinh......................................................................................................................35

3.1.2.

3.1.2.1.

Xác định các thông số kỹ thuật cúa màng bao gellan trong bảo quàn cam....37
Các đặc trưng hóa lý cứa che phầm tạo màng gơm gellan...................... 37

3.1.2.2.

Độ bám dính cùa màng............................................................................. 38

3.1.2.3.

Khã năng làm giám trao đối khí co2 và 02 cùa màng............................ 38

3.2. Ảnh hường của kỳ thuật sử dụng chế phấm tạo màng gcllan CA3 den hiệu quâ
bào quàn cam Vinh.....................................................................................................39
3.3. Đánh giá ánh hường của chế phẩm màng bao gôm gellan CA3 ứng dụng trong
bảo quàn cam............................................................................................................. 40

SV: Hà Quí PhượngỉxLớp KSCNSH-1103

Khóa luận tốt nghiệp

3.3.1.
cam

Viện Đại học Mở Hà Nội

Ánh hường cúa chế phẩm đến tỷ lệ thối hỏng và một số chi tiêu sinh lý cúa
40

3.3.1.1.

Ánh hưởng cùa chế phẩm tạo màng đến tý lệ hao hụt khối lượng tự nhiên 40

3.3.1.2.

Ánh hưởng của chế phấm tạo màng đến tý lệ thối hòng cam.................. 41

3.3.1.3.

Ánh hường cùa chế phẩm tạo màng đen sự biến đổi màu quávỏ quả..... 41

3.3.1.4.

Ánh hưởng của chế phẩm tạo màng đến độ cứng cùa quả...................... 42

3.3.2. Ánh hưởng cùa chc phàm màng bao gôm gellan CA3 đen các chi tiêu sinh
hóa của cam................................................................................................................. 42
3.3.2.1.

Hàm lượng chat ran hòa tan tống so (TSS)............................................... 43

3.3.2.2.

Hàm lượng axit hữu cơ tổng số (%)......................................................... 43

3.3.3. Ảnh hường cùa chế phẩm màng bao gơm gellan CA3 đến tính chất cảm quan
của cam....................................................................................................................... 43

3.4.

Xây dựng mơ hình ứng dụng màng gơm gellan CA3 trong báo quăn cam Vinh
...........
45

3.4.1.. Đánh giá mô hình ứng dụng màng gơm gellan CA3 trong bào qn cam vinh
.
................................ .................................................... ...........
45
3.4.2.

3.5.

Dánh giá những thuận lợi và khó khăn....................................................... 46

\ °' ■ I nữ \ìện.V lên Đai nọc Mo' Ha.Nội

Quy trình bảo quàn cam Vinh băng chê phàm màng gôm gellan..................47

PHÀN IV: KÉT LUẬN............................................................................................ 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 53

PHỤ LỤC................................................................................................................... 58

SV: Hà Quí PhượngyLớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

DANH MỤC BẢNG
Báng 2.1: Đặc điểm và hiệu quả sử dụng gôm gellan................................................ 19
Bâng 2.2: Định hướng sử dụng gôm gellan trong chế biến thực phấm................... 20
Bảng 2.3: Các chi tiêu đánh giá cảm quan............................................................... 31
Báng 2.4: Phiếu cho điểm cùa phép thử cám quan.................................................... 33
Báng 3.1: Ánh hướng cùa các công thức tạo màng gôm gellan đến hiệu quá bảo

quản cam Vinh............................................................................................................ 36
Bảng 3.2: Một số chi tiêu và đặc tính hóa lý của chc pham CA3............................. 37
Băng 3.3: Ảnh hưởng của kỹ thuật sử dụng chế phẩm tạo màng gellan CA3 đến
hiệu quả bão quàn cam Vinh sau 04 tuần...................................................................39

Bàng 3.5: Kết quá đánh giá cảm quan cam Vinh được phủ các chế phẩm tạo màng
CA3.............................................................................................................................. 44

Bàng 3.6: Chất lượng cam sau 07 tuần bào quán bằng màng gôm gellan CA3...... 45
Bảng 3.7: Chi phí sản xuất 1 lít chế phấm màng gôm gellan CA3 cho bào quản cam

................... ThưviệnViệnĐạihọcMỞHàNội ................. 50
Báng 3.8. Chi phí thừ nghiệm sứ dụng màng gơm gellan CA3 cho bảo quản 200kg

cam............................................................................................................................... 50

SV: Hà Q PhuựngviLớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cơ chế tạo gel của gellan............................................................................ 14

Hình 1.2:Cơng thức cấu tạo cúa gellan khử acyl...................................................... 15
Hình 1.3:Cơng thức cấu tạo cúa gellan tự nhiên...................................................... 15

Hình 1.4: Con đường sinh tồng hợp gellan................................................................ 15
Hình 3.1: Sự thay đổi cường độ hô hap cùa cam Vinh phú màng gôm gcllan CA3

trong quá trình bào quàn............................................................................................. 38
hình 3.2: Ảnh hưởng cùa màng CA3 đến các chi tiêu cùa dịch quá......................... 42
Hình 3.3: Cam thí nghiệm và mẫu ĐC sau 7 tuần bào qn bang màng gơm gellan

CA3............................................................................................................................ 44
Hình 3.4: Thứ nghiệm bao quán cam Vinh bang chc phàm màng gôm gellan CA3

tại cơ sờ ứng dụng..................................................................................................... 49

Thư viện Viện Đại học Mớ Hà Nội

SV: Hà Quí PhượngVủLớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

MỎ DÀU

Cam là loại quả có giá trị dinh dưỡng và hiệu quá kinh tế cao. Trong những

năm gần đây, rất nhiều nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng cũng như tác dụng trị

liệu của quả cam mang lại cho đời song. Ket quà nghiên cứu của các nhà khoa học
lại trường Texas A&M (Mỹ) cho thấy thường xuyên uống nước cam và nước bười
có thế giúp ngăn ngừa lỗng xương và các triệu chứng khác. Cam cịn giúp giâi

nhiệt, thóa cơn khát cho người có cường độ vận động cao, tăng cường hệ tiêu hóa

và hệ miễn dịch cùa cơ thế. Tuy nhiên, việc thu hoạch, vận chuyển, đóng gói và bao
quản không đúng cách làm cho quá bị hư hỏng nhiều. Do đó cần có phương pháp

bão quản cam hợp lý.
Hiện có nhiều phương pháp bão quản cam như: báo quán bằng nhiệt độ thấp,
phương pháp khí quyến cái biến, bảo quàn bằng chiếu xạ. bằng màng chitosan, chế
phẩm BOQ-15... Phương pháp phố biến hiện nay trên thế giới nhưng còn hạn chế ở

Việt Nam là sử dụng màng bao'quặn .ăn.được đề giám thiều những tác hại và nhàm
mục đích gia tăng thời hạn sử dụng bằng cách giảm độ ấm, chất hịa tan, trao đối

khí, hơ hấp và tốc độ phân ứng oxy hóa, cũng như ngăn chặn các rối loạn sinh lý mà
không gây ánh hưởng đến sức khõe người thu hái cũng như người tiêu dùng.
Màng bao polymer đã được sứ dụng đe kéo dài thời gian bào quán các loại
trái cây và rau quá bằng cách hơ hấp và trao đối khí do tính thấm chọn lọc 02 và

co2.

Trong số đó, gơm gellan là một polysaccharide được sản xuất từ vi khuẩn

Sphingotnonas elodea (trước đây gọi là Pseudomonas alodea) đang được nghiên
cứu và sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực này. Với lính chất tạo vi màng, trong và
ngăn căn sự tiếp xúc của oxy với thực phẩm, gellan được coi là chất lý tưởng trong

sử dụng tạo màng bao gói ăn được. Màng gellan được sử dụng như là một lớp mỏng
bao trên quả đe nâng cao chất lượng, kéo dài tuồi thọ cùa quá và quá cắt lát ăn ngay

(fresh cut), cải thiện kết cấu và các đặc tính cơ học, ngăn ngừa sự mất hương, cũng
như giâm một số bệnh ờ một số loại quá. Màng bao tạo ra từ gôm gellan và một số

loại polymer khác như alginate, carragenaan còn giúp quà chống lại q trình oxy

SV: Hà QPhượngXLỚp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

hóa và mất nước (Tapia et al., 2008). Màng bao tạo ra từ gellan kết hợp với một số
hydrocolloid, lipit, glycerol, axit ascorbic, whey protein... có tính chất là ngăn càn
oxy cao (Trezza & Krochta. 2002). Do tính năng ưu việt của màng gellan, nên việc:

“ Nghiên cứu úng dụng chế phẩm tạo màng gellan trong bảo quản cam" là rất

cần thiết nham đáp ứng nhu cầu sử dụng sản phẩm sạch hiện nay của người dân.
Mục tiêu đề tài:

Xây dựng được quy trình bảo quản cam bằng chế phầm gơm gellan.

Nội dung dề tài:

- Xác định công thức tạo màng gôm gellan thích hợp dùng trong báo quản

cam.
- Đánh giá ánh hường cùa kỹ thuật sử dụng chế phẩm tạo màng gellan đến
hiệu quả báo quán cam Vinh.

báo quàn cam.

Đánh giá ánh hưởng của chế phấm màng bao gôm gellan ứng dụng trong

Tìiư viẹn Viện Đại học MO' Ha Nội

- Xây dựng quy trình báo quàn cam bang chc phàm màng gơm gellan trong
bảo qn cam Vinh.

SV: Hà Q PhượnglLớp KSCNSH-1103

Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

PHẦN I: TĨNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giói thiệu chung về cam
ỉ. 1.1. Giá trị kinh tế của cam

Cam là cây ăn quà có múi thuộc loại lâu năm, nhanh thu hoạch. Nhiều cây có

thê cho thu hoạch ngay từ năm thứ 2 sau khi trông, ơ nước ta 1 ha cam ớ thời kỳ 8
tuổi, năng suất trung bình có thể đạt 16 tấn. với giá bán cam hiện nay người trồng
cam có thồ thu nhập lên tới 200 triệu đồng (khuyennongvn.gov.vn).

Năm nay cam Vinh ở Văn Giang được nhiều thương lái đánh giá cao, chất
lượng quà đều, ngọt. Hau hết các vườn đang cho thu hoạch đều được các thương lái
cùa Hà Nội, Bắc Ninh. Hái Dương... đặt mua với giá từ 30-35.000 đồng/kg, dự báo

trong thời gian tới có thê giá cam sẽ tiêp tục tăng, với mức giá này trung bình người
trong cam có the thu lãi từ 5-7 triệu đồng/sào. Năm nay, mồi sào cam ước tính cho
năng suất 7-8 tạ/sào, trên những diện tích chăm sóc tốt, năng suất cam có thề đạt 8
tạ-1 tấn/sào, cá biệt có những nơi ẹhọ từ 1-1.2 Ịấn/sặọ (hungyen.gov. vn)

Vụ cam 2011, tồng diện tích cam sành có chất lượng tốt đạt 2.325,7 ha, trong
đó diện tích cho thu hoạch đạt 2.150,4 ha, tăng so với 2010 là 88.1 ha. Năng suất
trung bình đạt 12-13 tấn quã/ha. Sàn lượng đạt 28-30 ngàn tấn quà. Sán lượng tuy

không tăng so với năm 2010 nhưng chất lượng và độ đồng đều cao hơn, vì vậy giá

bán ra thị trường cũng cao hơn mọi nămvà tồng số tiền thu được từ cam khoảng 120

tý đồng (nongnghiep.vn).
1.1.2. Tình hình săn xuất và tiêu thụ cam ở Việt Nam

Theo Cục trông trọt (Bộ Nông nghiệp và phát triển nơng thơn), hiện nay diện
tích cây ăn q cá nước đạt khống hơn 900 nghìn ha, sán lượng khoảng 10 triệu
tan; trong đó diện tích cây ăn q phục vụ xuất khâu khống 255 nghìn ha, sản

lượng q xuất khấu ước đạt hơn 400 nghìn tấn. Tồng kim ngạch xuất khấu ước đạt
gan 300 triệu USD/ năm. Theo quy hoạch, đến năm 2020, diện tích cây ăn quà cả

nước đạt 1.1 triệu ha, với tổng kim ngạch xuất khấu đạt 1.2 tỷ USD/năm
(Vietnam, vnanct.vn).
SV: Hà Q PhượngìLớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mờ Hà Nội

Ờ nước ta, cây cam được trồng khắp 3 miền (Bắc- Trung- Nam) với nhiều

giống cam ngon như cam Sành, cam Vinh, cam Canh... Năng suất cam quýt cùa

Việt Nam tương đương với các nước trong khu vực khoáng 7-10 tấn/ha đối với

cam, 8-10 tấn/ha đối với quýt, 10-12 tấn/ha đối với chanh nhưng thấp hơn nhiều so
với các nước tiên tiến trên thế giới như: úc, Mỹ, Brazil,... có năng suất 30-40

tấn/năm.

1.1.3. Báo quán cam sau thu hoạch
Độ chín thu hái ánh hưởng rất lớn đến khã năng bảo quàn quả. Độ chín ảnh

hường đen sự thay đối hàm lượng nước, hoạt động hơ hấp và sự thay đồi thành phần
hóa học. Sự sinh trưởng và phát triển của cam. quýt được chia ra làm 3 giai đoạn rõ

rệt:
Giai đoạn 1: Từ 4 đến 9 tuần sau khi đậu quá được gọi là “ giai đoạn phân

chia tế bào". Cân nặng và kích cỡ của quả tăng lên phần lớn là do sự phát triển cùa

vó quá bới phân chia tế bào và sự tăng lên của tế bào tăng cà trọng lượng khô và
tươi của vỏ quả.
Giai đoạn 2? Bán chát là giáđóạn tăng‘lêh càVtế bào. kích cở tăng lên bời sự

phát triển của tế bào phân chia và các mơ giãn ra. Vị quả bắt đầu biến đổi màu sẳc

khi quá trướng thành.

Giai đoạn 3: Giai đoạn trưởng thành khi đó vỏ cam chuyền sang màu vàng,

hàm lượng acid giảm và võ móng đi một chút.
Theo Winston và cộng sự (1948), hàm lượng chat khơ hịa tan tong số (hàm

lượng đường đóng thành phần chính) tăng nhanh chóng trong q trình chín của q

cam trong khi hàm lượng acid giám xuống. Nồng độ vitamin c giâm nhẹ trong khi
kích thước và trọng lượng quà cam lại tăng lên do đó trên thực tế thì hàm lượng

vitamin c trong một q cam lại tăng lên trong q trình chín. Trong q trình chín

cúa q cam, kích thước, trọng lượng, thề tích của quà cam tăng, màu sắc võ quà

chuyến từ xanh sang vàng, độ cứng của quá không thay dối.

Cam là một trong những loại quả có túi mang đặc tính là hơ hấp khơng có

đinh đột biến và trong quà chứa hàm lượng tinh bột rất thấp, do đó q cam khơng
chín tiếp sau khi cắt q xuống khỏi cây. Để xác định độ chín cúa q, thơng

SV: Hà Quí PhượngÁLỚp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

thường là xác định tỷ số giữa hàm lượng chất khơ hịa tan và hàm lượng acid, nếu tỷ
số birx/acid = 84-12, quá bẳt đầu gian đoạn chín, nếu birx/acid = 134-20. quả đạt độ
chín tối ưu. Neu tiếp tục duy trì q ờ trên cây. hàm lượng chất khơ hịa tan tiếp tục

tăng, hàm lượng acid tiếp tục giám, thậm chí quà cam quá chín, mùi vị kém, nhưng
tý lệ birx/acid vẫn đạt được lớn hơn hoặc bằng 20.
Khi nghiên cứu về cam Sành Hà Giang với ba độ chín là: Độ chín I là từ

210-220 ngày kế từ ngày dậu quà. Độ chín 11 là từ 220-230 ngày kế từ ngày dậu
quả. Độ chín III là từ 230-240 ngày kế từ ngày đậu quá. Theo tác giả Phạm Thị
Thanh Nhàn (2011) đã đưa ra kết luận, ở độ chín II (220-230 ngày kể từ ngày đậu
quã) có chất lượng dinh dường cao nhất, quá đồng đều, màu sắc đẹp.

Cam sành nếu dùng đế ăn tươi thì nên thu trái vào khoáng (212-221) ngày

sau khi đậu trái, biểu hiện của trái lúc này là: vó có màu xanh bóng, hơi vàng nhạt
hay khi có 95-100% diện tích vó trái chuyển màu vàng, dề dàng tách khói thịt trái.

Phần vó xốp có mùa hơi vàng. Chính giữa đáy xuất hiện đốm trịn (đường kính
khoảng 1.5-2cm). VỊ chua ngọt hài hịa. Neu thu hái cam khi trái cịn xanh, vị trái

có màu xanh dậm. vị chua gắt, có hậu dắng I ].
1.1.4. Sự biến đối sinh lý, sinh hóa của cam sau thu /toạc/í(Nguyễn Hữu Đống,

2003; Nguyền Mạnh Khái. 2006)

Quá cam sau thu hái nếu được bào quán ở nhiệt độ cao sẽ dễ dàng bị hư hóng
do vi sinh vật gây ra.Cam thuộc nhóm quá rất dề bị tốn thương cấu trúc tế bào thịt
quả khi nhiệt độ >30°C. Khi gặp nhiệt độ cao, cấu trúc tế bào thịt quá bị tồn thương,

vi sinh vật dề dàng xâm nhập và gây hư hơng khi đó q cam bị giám mẫu mã. giám
giá trị dinh dưỡng và mùi vị kém thơm ngon.
Vi sinh vật gây thoi hòng trên quá cam chú yếu là do nấm mốc (mốc xám.

Penicillium glaucum và mốc xanh lá p.digitatum; mốc xanh biền p.italicum) vi sinh

vật gây thối cuống.Trong một số trường hợp. quá cam không bị hỏng do nấm mốc

hoặc do thoi cuống nhưng lại bị mất nước dẫn den q cam khơng cịn căng mọng,
vó nhãn nheo. Sau một thời gian ngắn, hàm lượng đường, vitamin c, acid, và một
số các họp chất khác có mặt trong quả cam cũng bị mất đi dẫn đến làm mất hương

và vị của quà cam.

SV: Hà Quí PhượngSLỚp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

ỉ. 1.4.1. Sự hay hơi nước

Sự bay hơi nước phụ thuộc vào hệ keo trong tế bào, cấu tạo, trạng thái mô
bao chc. đặc điếm, mức độ cơ học, độ ấm và nhiệt độ của môi trường xung quanh,

tốc độ chuyến động của mơi trường khơng khí, ngồi ra cịn phụ thuộc độ chín của

quả, cách bao gói, thời hạn và phương pháp tồn trữ cùng các yếu tố khác như cường
độ hô hấp và sự sinh ra nước.
Những quà non hay quà bị thương tật do va dập về cơ học và nam bệnh có

khả năng mất nước nhiều hơn. Những vết thương nhó vài em' trên quã cam có thể
làm tăng sự mất nước lên ba đến bổn lần. Sự mất nước cũng khác nhau ờ các giai

đoạn trong quá trình tồn trữ. ớ giai đoạn đầu và giai đoạn bát đầu hư hỏng sự mất
nước tăng, giai đoạn giữa giảm. Sự bay hơi nước ãnh hưởng đến cả tính chất càm

quan và chất lượng hàng hóa cùa quá có múi. quá trình này được thế hiện qua thời
gian dài.

1.1.4.2. Sự giàn khối lượng tự nhiên
Sự giám khối lượng tự nhiên bao gồm: sự bay hơi nước chiếm 75-85%, sự

tổn hao các chấthữu cld có trong' q trìnhhơ hấp là' 15-25%. 'Wong bất cứ điều kiện
tồn trữ nào. không thế tránh khôi sự giảm khối lượng tự nhiên. Tuy nhiên, khi tạo
được điều kiện tồn trữ tối ưu có thế giám đến tối thiêu sự giám khối lượng này.

1.1.4.3. Sự sinh nhiệt
Tất cả nhiệt sinh ra trong rau quá tươi khi tồn trữ là do hô hấp, 2/3 lượng

nhiệt này tịa ra mơi trường xung quanh, một phân ba đính vào các q trình trao đơi
chất bên trong, q trình bay hơi và một dự trữ ớ dạng năng lượng hóa học vạn
năng. Sự sinh nhiệt làm cho nhiệt độ ngày càng tăng, dẫn đến cường độ hô hấp

mạnh. Khi nhiệt độ và ẩm độ tăng tới mức thích hợp cho sự phát triển của vi sinh
vật thì lượng nhiệt sinh ra lại tăng hơn nữa, một phần do hô hấp rau quá một phần

do vi sinh vật. Đó là ngun nhân gây hóng quả nhanh.

1.1.4.4. Q trình hơ hap cùa quá cam
Sinh lý cúa quá cam là quá trình sống diễn ra trong quả trước và sau khi thu
hái. Trong đó, hơ hấp là một q trình quan trọng nhất trong cá q trình sống của

q. Hơ hap là hấp thụ khí oxy nham đốt cháy đường và acid đế giải phóng ra khí
SV: Hà Q PhượngbLớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

cacbonic và nhiệt. Cam thuộc nhóm q có hơ hấp khơng có đính đột biến. Tuy
nhiên, diễn biến cường độ hơ hấp của quà cam sau khi thu hái trên cây có diễn biến

như đường hơ hap của nhóm quả hơ hấp đột biến. Diều này giai thích là do xáy ra
một vài rối loạn sinh lý diễn ra trong quà cam sau thu hái hoặc do thay đồi điều kiện

nhiệt độ trong bao quàn đã dẫn đen cường độ hô hấp cùa quá cam tăng dan và đạt
đến đinh sau 1-2 ngày thu hái, ngay sau đó cường độ hơ hấp giảm đột ngột xuống
mức hô hấp ổn định.
1.1.5. Một số bệnh thường gặp sau thu hoạch ở cam

1.1.5.1. Thối do mốc xanh và mốc ghi
Đây là bệnh gây hại nghiêm trọng cho cam, quýt và các quá có múi khác.

Dấu hiệu đầu tiên của sự thối hỏng là một phần quá bị mềm nhũn, mọng nước. Ở

nhiệt độ phòng, mốc xanh phát triển chậm hưn so với mốc ghi, nhưng nấm mốc

xanh lại có khá năng thích nghi tốt hơn ờ điều kiện nhiệt độ thấp so với mốc ghi.
Chùng vi sinh vật nào là nguyên nhân gây nên bệnh thối này cùa cam, quýt, hiện
nay vần chua tìm ra. Tuy nhiên, đã xác định được trạng thái bào tư cua chúng, đó là
Penicillium italicum (mơc xanh) và Penicillium digitatum (môc ghi). Bào từ
Penicillium digitatum màu xanh, bao phú bời dãi sợi nấm màu trang trong khi đó

bào từ cúa mốc ghi có màu xanh o-liu, và cũng được bao quanh bời mãng sợi nấm
trắng, nhiệt độ giới hạn đối với loại bệnh này là 7°c.
1.1.5.2. Bệnh thoi nâu

Loại bệnh này có tên khoa học là Phytophthora citrophtora, pho biến ờ khắp
các vùng trồng cam, quýt. Dấu hiệu đầu tiên cùa loại bệnh này là phần bị nhiễm sẽ

mat màu sáng, mở rộng nhanh chóng và những chỗ nhiễm này sẽ nhanh chóng

chuyển thành màu nâu hoặc màu nâu xám. Những quá bị nhiễm thường vẫn duy trì
dộ cứng và độ dai. Mốc trên bề mặt quà khó có thế nhận biết, nhưng khi nam dã

phát triển, có thế quan sát bang mat thường. Loại bệnh này hiếm được tìm thấy
ngoại trừ khi trời mưa hoặc sau khi trời mưa. Các quà ở phần thấp cúa cây bị nhiễm
nhiều hơn ở các phần khác cúa cây bởi vì các bào tử từ đất sẽ dễ tiếp xúc với loại
quà ờ vị trí này. Những quà khi thu hoạch bị nhiễm bệnh thường được đem đi xứ lý

SV: Hà Quí Phượng!Lớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

nước nóng. Nhúng trong nước nóng 40-48°C trong 2-4 phút, đa so các bào tử bị tiêu
diệt.

1.1.5.3. Bệnh thối cuống do Phoinopsis
Bệnh thối cuống gây nên tổn thất nghiêm trọng cho cam và qt, dặc biệt là

ờ vùng khí hậu nóng ấm. Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển cùa bệnh này khoảng
23-24°C, nhiệt dộ thấp nhất là 10°C. Những quà bị nhiễm thường xuất hiện các triệu

trứng như: mềm mọng quả, vó chuyến thành màu nâu sáng. Tuy nhiên, những cùi
thối thường không bị mất màu. Sợi nấm đôi khi xuất hiện trên bề mặt quà.
Phomopsiscitric là nguyên nhân gây nên loại bệnh này. Trong điều kiện thời tiết ấm

ướt, các bào tứ sẽ thâm nhập vào một vài tế bào vở quả, sau đó sẽ phát triển thành

hệ nam và sẽ chết khi quá chuyến sang trạng thái chín.
1.1.5.4. Bệnh thoi cuống do Diplodia
Bệnh thối cuống được biết đen từ rat sớm. Triệu chứng cùa loại bệnh này

tương tự như bệnh thôi cuông do Phomopsiscitric gây ra, nhưng chúng có thê phát

triến được ờ tất cá các tốn thươpg nàp trên bề mặt của quá. Tuy nhiên những thương
tốn do thối Diplodia thường có màu nâu toi hơn so với những tốn thương do
Phomopsis gây ra. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật này là 28-30"C.
Ớ điều kiện nhiệt độ này, quá có thể bị hư hóng hồn tồn chi sau 3-4 ngày bão
qn.

1.1.5.5. Bệnh thoi cuống do Alternaria
Những thối hỏng do bệnh này gây ra lại nằm sâu trong lịng q và khơng thề

quan sát được. Thơng thường nó bắt đầu xuất hiện tại núm cuống khi quà còn cứng.

Sau khi báo quàn trong thời gian dài. hoặc để trên cây lâu quá, nam sẽ phát triền

trong các mô mao mạch của lõi hoặc cùa lớp cùi bên trong. Sự thối cuống hiếm khi

xuất hiện trên bồ mặt cúa quà, mặc dù trong lõi quà và lớp cùi dã bị thối. Mức độ hư
hóng hồn tồn phụ thuộc vào tình trạng sinh lý cúa quả.

Chính vì vậy khi xử lý q cùng với 2,4-dichlorophenoxy acetic sẽ có tác
dụng trì hỗn mức độ hư hóng. Chúng vi sinh vật nào là nguyên nhân gây nên hiện
tượng thối hỏng vẫn chưa được biết. Tuy nhiên, dạng bào tử cúa chúng là

Alternaria citric.

SV: Hà Quí PhượngKLỚp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

1.1.5.6. Bệ nau chua

Nau chua là bệnh phổ biến ờ hầu khắp các vùng trồng cây có múi trên thế
giới. Nó xuất hiện trên các quá được báo quan, được vận chuyến, trong giai đoạn

chín và chín quá mức. Những quả bị thối do loại bệnh này gây ra thường có vị chua,
nhão bét. Nguyên nhân gây nên bệnh này là do chúng Galactomyces geotrichun

(dạng bào từ là Geotrichum candidum). Dạng bào tứ rất phố biến trong đất vườn,
nơi mà mùa vụ trước, loại bệnh này dã xuất hiện. Những quá khi thu hái bị rơi
xuống đất nên loại bó khỏi khối quá bời vì những tồn thương rất dề bị nhiễm lồi

nấm gây bệnh này. Nau chua khơng thề phát triến được ở nhiệt độ dưới 5°c, nhiệt
độ mà có thể báo quán tốt nhất cho cam và quýt.
1.1.6. Một số phương pháp bão quản cam

1.1.6.1. Báo quàn cam ớ nhiệt độ thấp
Đây là phương pháp thường được sừ dụng nhiều nhất. Bào quàn lạnh là cách
tot nhất để hạn che các hư hóng sinh lý và bệnh lý trên nơng sán. Nhiệt độ thấp làm

giám hô hấp và các hoạt động ựao đổi chất khác, giám thoát hơi nước, giảm sự sán
sinh cũng như tác động cùa elhylen và giảm sự sinh trưởng cũa nấm, vi khuẩn.

Chúng ta cần xác định nhiệt độ báo quán lạnh phù họp đối với từng đối tượng quả
khác nhau đề nâng cao chất lượng báo quản, ví dụ như cam bảo quản được(l-2)
tuần trong điều kiện 12-13°c, xoài (2-3) tuần ở 10°C, Nho (4-6) tuần trong điều
kiện 4°c và cam (6-12) tuần trong điều kiện 4°c (Nguyền Mạnh Khái và cộng sự,

2006).

Tuy nhiên, nhiệt độ thấp cũng có một vài tác hạữgây đóng băng nước trong
dịch bào, gây hư hỏng lạnh, tăng cường sự thốt hơi nước từ nơng sàn, làm mất khả

năng chín sau, khả năng náy mầm và trao đồi chất.
Cho nên cần phải chọn nhiệt độ bào quản cao hơn nhiệt độ đóng băng cùa

nước trong dịch bào một chút đế duy trì các hoạt dộng sinh lý của nơng sàn. Trước
khi báo quan cam được chọn theo độ chín, kích thước, độ hư hóng... Sau đo ngâm

cam trong nước sơ đa khoáng 10-15 phút rồi rữa lại băng nước sạch và để ráo nước.
Khi cam đã ráo ta tiến hành xứ lý hóa chất, bọc màng sáp.v.v.. tiếp đến xếp cam vào

sọt và đưa đi báo quân ớ kho lạnh.

,S’V: Hà Quí PhượngVLỚp KSCNSH-1103


Viện Đại học Mở Hà Nội

Khóa luận tốt nghiệp

1.1.6.2. Bào quàn cam băng phưong pháp xử lý nước nóng

Là phương pháp sử dụng nhiệt độ cao của nước hay hơi nước đề xử lý cam

trước khi đưa vào báo quan. Phương pháp này dựa vào nguyên tắc: nhiệt trên bề mặt

nhó hơn vài độ dưới ngưỡng tổn thương có thề gây tiêu diệt hoặc trì hỗn sự phát
triến cùa mầm bệnh nam. Xư lý nhiệt có lợi về giá thành, thiết bị đơn giản, khơng
đế lại hóa chất sau khi xừ lý với những loại quá có múi thường sử dụng nước ấm đề

xứ lý. Ngâm cam quýt trong nước ớ 48°c trong 2-4 phút được đề nghị đế tiêu diệt
bệnh chớm cùa Phycophchora sp từ quá thu hoạch vài ngày sau khi trời mưa.
Harding (1953) cành báo rằng xữ lý nhiệt có thể làm yếu đặc tính sinh lý học cùa

một số loại cam, chanh, làm tăng tính nhạy cảm trong quá trình cất giữ.

1.1.6.3. Bào quàn cam bang hóa chất
Sau khi thu hái cam được lau chùi sạch sẽ rồi mới xử lý bang hóa chất. Hóa

chất thường dùng là Topxin-M. Cách tiến hành: trước tiên nhúng cam vào nước vơi

bão hịa, vớt ra đế ráo nước trong khơng khí. Khi đó co2 trong khí quyến sẽ tác

dụng với Ca(OH)2 tạo thành màng CaCỌí bao quanh quá cam, hạn chế bốc hơi

nước, hạn chế hô hấp. ngăn

smh.-vật xâm nhập. Sau do nhtin^cam vào dung dịch

bao quanh quả cam, hạn chế bốc hơi nước, hạn chế hô hấp, ngăn vi sinh vật xâm

nhập. Sau đó nhúng cam vào dung dịch Topxin-M 0,1 % và lại vớt ra đê ráo. Khi đã

ráo nước cam được gói từng quă bằng giấy bàn mềm hoặc đựng trong túi

polyethylene dày 0,04mm. Xcp cam vào sọt và đưa đi bão quán ờ nơi thoáng mát ờ

nhiệt độ thường hoặc lạnh.
ỉ. 1.6.4. Bào quán cam băng chê phẩm BQE-15
Màng bán thấm đang là xu thế hiện nay trên thế giới trong việc bào quàn các

loại quả, màng bán thấm có tác dụng bào quản và tạo bóng cho bề mặt. Che phàm

BQE-15 dạng thể sữa bán lóng, màu nâu vàng nhạt, thành phần chính là keo PE
kích thước rất nhỏ (trung bình 50nm), chất chí thị sữa anionic, tan một phan trong

nước, độ nhớt nhô hơn 2()()cp (ờ 23°C), pH 8.5-9.5, hợp chất không bay hơi 24.5-

25.5%, khối lượng riêng 0.97-0.99. nhiệt độ cháy 149°F (tương đương 65°C), không
ổn định ở trạng thái lạnh sâu, thời gian bào quàn 12 tháng.

,S’V: Hà QuíPhượngXữLớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

BQE-15 sử dụng để tạo màng bán thấm trực tiếp cho các loại cam, quýt,
bười. Chất lượng quà hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu FDA (Mỹ) số 21 CFR. mục

175.105 và Euro Dir 90/I28/EEC chap nhận để bọc màng bán tham (coating) cho

rau quà tươi. Liều lượng sử dụng: 1kg BQE-15 sử dụng cho 500-1000kg cam. Cam
có thê bán tại các siêu thị lớn ớ các thành phô và xuât khâu mang lại giá trị cao hơn.

Tại Việt Nam. kết quá nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng bọc bán thấm
(coating) băng BQE-15 (xuất xứ Mỹ) kết họp với MAP cho cam dược triến khai từ
2005-2008 tại Hà Giang. Tuyên Quang, Hịa Bình, Vĩnh Long, Hà Nội... cho thấy

thời gian bão quản kéo dài từ 2-3 tháng, ti lệ tốn thất 5-8%, chất lượng q cứng,

màu vàng đẹp, bóng, chi phí 288.000 đ/tân cam, lợi ích mang lại cho quá cam vượt
qua thời gian đinh vụ đồ có giá bán cao hơn (gần gấp dơi).
/. ì.6.5. Bào qn cam hằng khí quyến điều chinh

Phương pháp này bao gồm các diều kiện bào quàn như khí quyển cãi biến
(MA-Modifiel Atmosphere), khí quyển kiềm sốt (CA-Controlled Atmosphere)...

Cam được bão qn trong mơi trường khí quyến mà thành phần và nồng dộ các chất
khí như Ơ2, CO2,1^2-..đước diều chỉnlìx^ kiìrtrsoătSiaẲ Ưho phù hợp với mục đích
bảo quàn. Nghĩa là hàm lượng khí co; tăng lên, hàm lượng 02 giám đi để hạn chế
quá trình hô hap và thời gian bào quàn sẽ được kéo dài. Đố nâng cao hiệu quả bào

quản, phương pháp này thường sử dụng các vật liệu bào quàn là các màng chất dẻo
có tính tham khí như PE, LDPE, pp. ULDPE, xelophan... gọi chung là phương

pháp bao gói khí quyển điều chinh (MAP).
1.1.6.6. Báo quán cam hăng chê phẩm Retain

Quá trình chín là q trình trường thành cùa quả. Q chín bắt đầu từ khi tốc
độ sinh trường của quá dừng lại và đạt kích thước tối đa. Ớ thịt quá, khi quả chín đã
xảy ra hàng loạt các biến đổi sinh hóa sinh lý một cách sâu sắc và nhanh chóng. Đặc

trưng nhất của biến đối sinh lý trong q trình chín là tăng cường độ hơ hấp và có
sự thay đối cân bang phytohormone trong quá.

Đế nhằm mục đích kéo dài thời gian thu hái cúa quá. các nhà khoa học đã
nghiên cứu để tìm ra phương pháp làm chậm q trình chín cùa q giúp nơng dân

SV: Hà QuíPhượngX\Lớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

có thê chủ động tiêu thụ nông sán và đàm bảo cho người tiêu dùng có thê sử dụng

những sản phẩm cịn tươi.

Hiện nay ờ nhiều nước như Autralia, Mỹ. Trung Quốc đang sử dụng một số
chất nhằm kéo dài thời gianthu hái cùa quà như Retain, 1-MCP. Chất này cũng đang

được quan tâm nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam.
1.1.6.7. Báo quán cam bằng màng Chitosan
Đây là sán phâm và quy trình cơng nghệ do các cán bộ khoa học của Viện

nghiên cứu cây ăn quả miền Nam và Viện nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh
học (Trường Đại học cần Thơ) nghiên cứu thành công trong việc bào quán các loại
quả tươi sau thu hoạch (Tống Thị Ánh Ngọc, 2002; Trần Thanh Tuấn. 2001).

Chitosan được chiết xuất từ vó tơm thành một dạng dung mơi lõng có tác dụng tạo

thành màng móng phủ trên bề mặt vó quả nham ngăn chặn sự mất nước và xâm

nhập của nấm bệnh. Với cam quýt, đặc biệt là trái quýt dường Lai Vung (Đồng
Tháp) các tác già khuyến cáo quy trình bảo quàn trái bang cách bao màng Chitosan

ở nồng độ 0.25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) có dục 5 lỗ với đường kính

Imm được ghép mírg^rHáý éf)

c có thề báo quàn

được tới 8 tuần.

1.2. Tổng quan về gôm gellan
1.2.1. Công thức cấu tạo

Gơm gellan là một polysaccharit dị thề có chứa các gốc đường glucose,

rhamnose, acid glucurunic. Cơng thức hóa học cúa gôm gellan gồm một
tetrasacharide lặp lại mạch thắng [(-*3)-P-D-Glc-(l-*4)- P-D-GlcA-(l-*4)- P-DGlc(l-*4)-a-Rha-(l-*)] có hai gốc D - glucoza (Glc), một gốc D - glucuronic acid
(GlcA) và một gốc D - rhamnoza (Rha) (Jansson etal., 1983). Gôm gellan được sàn

xuất bang q trình lên men sục khí bời vi khuấn Sphingomonas paucimobilis
(trước khi gọi là Pseudomonas elodea), Sphingomonas spp là vi khuân gram âm,
hình que, khuẩn lạc màu vàng (Bajai et al„ 2007).

Gơm gellan có thể hình thành ớ 2 dạng: dạng khử acyl (deacylated gellan) và
dạng tự nhiên (native gellan). Nhóm acyl có ánh hưởng lớn đến đặc điếm của gel.

SV: Hà QuíPhượng\2Lớp KSCNSH-1103

Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

Gellan tự nhiên thường tạo dạng gel mềm, đàn hồi, gel không giịn và yếu do nhiều
nhóm acetyl và glyceryl ngăn chặn mối liên kết chặt chẽ giữa các chuỗi polyme cùa
gellan trong việc hình thành nhiều chuỗi xoan ốc và ngăn cán sự gói chặt cúa chuỗi
xoắn đơi bằng liên kết ngang. Quá trình khứ acyl đã tạo ra dạng gel cứng, giịn và

có kha năng hình thành gel hồi phục nhiệt khi đun nóng và làm lạnh do sự vang mặt
của nhiều nhóm acetyl và glyceryl (Bajaj Ct al., 2007 và Mao et al., 2000).

Gôm gellan là một polimcr sinh học có nhiêu dặc diêm có lợi như hịa tan
được trong nước, khơng hịa tan được trong dung mơi hữu cơ. Đặc tính mới cùa

gơm gellan khác với các polimer sinh học khác như xanthan gum, guar gum...là nó
có khả năng hình thành gel hồi phục nhiệt khi đun nóng và làm lạnh. Gôm gellan ồn

định ở nhiệt độ cao và duy trì độ bền ở nhiệt độ sơi, ngược lại xanthan gum mất
74% độ bền gốc khi ở 90°C. Gôm gellan kết hợp với các sản pham gel khác giúp cải

thiện đồ bền nhiệt của các sản phẩm gel dễ bị nóng chày khi tiếp xúc với nhiệt độ
mơi trường cao, ơn định ờ khống pH = 3 -T 10. Nhờ những đặc tính q trên mà

gơm gellan đã được ứng dụng là chất phụ gia ồn định thực phẩm trong nhiều thực
phẩm chế biến.

Ỵhu vjện Viện £)ạj họC Mớ Hà Nội

Gơm gellan có dạng bột màu trang nhờ, hịa tan trong nước hình thành dạng
dung dịch sệt và khơng tan trong ethanol. Có khả năng lạo gel bền và tạo gel ờ pH

3,5 - 7,0. Gôm gellan là tác nhân tạo gel rat hiệu quả, có thê hình thành gel ở nong
độ rất nhò từ 0,05 - 0,25%.

Nhiệt độ tạo gel cùa gôm gellan phụ thuộc vào những cation có mặt trong
gellan và trong các chat ran hịa tan khác. Khi khơng có các cation, gơm gellan dạng

khứ acyl sẽ tạo gel ờ khống 25°c, trong đó gơm gellan tự nhiên sẽ tạo gel ờ 65"C. Khi
thêm các ion canxi hoặc natri, nhiệt độ tạo gel tăng. Gôm gellan khứ acyl sẽ hình thành
gel trong khoảng nhiệt độ 30"C - 50°C, gellan tự nhiên hình thành gel xung quanh

nhiệt độ 70°C (Huang et al., 2004).

* Cơ chế tạo gel cùa gơm gellan

SV: Hà Q Phượng\3Lớp KSCNSH-1Ỉ03


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

Hình 1.1: Cơ chế tạo gel của gellan.

Khi ờ nhiệt độ cao, gellan tồn tại dưới dạng những sợi cuộn. Khi hạ nhiệt độ,

các sợi duỗi ra và xoan với nhau tạo thành sợi kép. Sau đó các sợi kép này tiếp tục

học Mo Ha Nọi

liên kết với nhau tạỮNẩnVằểtìnli

Sự hình thành gel của gellan xáy ra nhanh chóng khi nâng và hạ nhiệt độ cúa
dung dịch gellan với sự có mặt của các cation. Ớ nhiệt độ thấp, các sợi kép của
gellan sẽ hình thành những vịng xoan có trật tự. trong khi ở nhiệt độ cao xuất hiện
các polysaccharide dạng sợi đơn. Nhiệt độ chuyển tiếp là khoáng30 - 35°c. Dưới

nhiệt độ chuyền tiếp, cấu trúc của dịch trở nên cứng dần và kết quá là hình thành
gel. Các sợi xoắn liên kết với nhau bời các mối nối và hình thành nên mạng lưới
khơng gian ba chiều băng việc tạo phức hợp với các cation và liên kct hydro với

nước. Sự bố sung các cation hóa trị một và hóa trị hai trong suốt q trình làm lạnh
sẽ làm tăng số cầu muối tại mối nối, do đó cải thiện được tính chất tạo gel và gia
tăng độ bền nhiệt cứa gellan (Mao et aỉ., 2000 và Wang et ứ/.,2008).

Sự hình thành gel cùa gellan rất nhạy với sự có mặt cùa loại cation. Những
cation hóa trị một như Na. K và các cation hóa trị hai như Ca, Mg sẽ thúc đây sự tạo

gel.

Điểm

nóng chày

cứa gel

sẽ

tăng

lên

khi

nồng

độ

ion

tăng.

Tetramethylammonium (TMA) sẽ kìm hãm sự tạo gel. Sự bơ sung các cation thúc
I../ f>/. .........

l/C/^NỈCLĩ I/n?


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

đẩy quá trình tạo gel sẽ dẫn đến sự tinh thề hóa những sợi này và hình thành gel

bền. Lượng lớn nhóm thế L-glycerate sẽ hạn chế sự linh thế hóa ở một số vùng vì
thế sẽ tạo ra dạng gel mềm và đàn hồi (Ishwar B et al.,2001).

Hình l.3:Cơng thức cấu tạo của gellan tự nhiên

Con đường sinh tổng hợp giellàn <Ịã-được giải.thích sáng tồ bời Martins và Sa'Correia (Correia et al., 2002 và Bajai et al„ 2007)
Glucose
Ậ Glucokinase

Glucose - 6 - phosphate

ị

Phosphoglucomutase

Glucose - 1 - phosphate

TGP

Uridine 5‘- diphosphate glucose
UGD

Uridine 5 - diphosphate
glucuronic acid

Thymidine 5'- diphosphate glucose

TRS

Thymidine 5'- diphosphate
rhamnose

Hình 1.4:Con đưỉmg sinh tổng họp gellan

»../»/—...----- icr/n. i/cr\ìCU tiA2


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

Q trình sinh tống hợp gellan từ Sphingomonas spdiền ra như sau: glucoza từ

môi trường lên men được vi khuấn hấp thụ qua thành tế bào. Dưới tác dựng cùa
enzym glucoza kynaza, glucoza sẽ chuyên thànhglucoza-6-phosphat, sau đó nhờ

enzym phosphoglucomutaza sẽ phân cẳt glucoza-6-phosphat thành glucoza-lphosphat.
Từ glucoza-1-phosphat sẽ chia thành hai con đường sinh tống hợp khác nhau:
-

Con đường 1: Glucoza-1-phosphat sẽ tạo thành Uridin-5'-diphosphat-D-

glucoza (UDP-D-Glucoza) và Uridin-5’-diphosphat Glucuronic axit dưới tác dụng
của các enzym Uridin Glucoza Phosphorylaza (UGP) và Uridin Glucoza
Dehydrogenaza.

- Con đường 2: Glucoza-1-phosphat sẽ tạo thành Thymidin-5’-diphosphat-Dglucoza (TDP-D-glucoza) nhờ enzym Thymidin Glucoza Phosphorylaza (TGP).

Sau đó Thymidin-5’-diphosphat-D-glucoza được tống hợp thành Thymidin-5’-

diphosphat Rhamnoza bời cnzym thymidin Rhamnoza synthctaza.

Sau đó, từ Uriditi-S'-diphosphat-D-^iub'oza, tTrldin-S'-^tphosphat Glucuronic
axit. Thymidin-5’-diphosphat Rhamnoza sẽ tổng hợp thành gcllan.

1.2.2. Tính năng cơng nghệ cùa gơm gellan
Gel thực phẩm được tạo từ polysaccharides hay gôm gellan trong điều kiện
nhất định. Gel là một hình thức trung gian giữa rắn và lông. Đây là liên kết ngang
trong các phân tứ polymer và tạo một mạng lưới giữa các phân tử trong một mơi

trường lóng. Trong thực phẩm, chất lõng này là nước, một dung mơi có ánh hưởng
đến tính chất và khả năng hút lần nhau giữa các phân từ giữ sự toàn vẹn của mạng
lưới polyme. mạng lưới này giữ được nước (Oakenfull et al., 1987). Thực phấm chế

biến đòi hòi các thành phần như các chất tạo gel để xây dựng một hệ thống cấu trúc
mong muốn trong thực phấm. Gel có thế cố định các chất lơng, bới cấu trúc phân tử
cùa gel, kết cấu cùa gel và tính chất lưu biến (Phillips et al.. 1994). Gel thực phẩm

là chat viscoelastic và gel hóa một số sản phẩm được sản xuất trên tồn the giới. Gel
hình thành trong thực phấm thường là polysaccharides và protein (Trương Hoài

Phong và cộng sự., 2013). Cơ che của gel phụ thuộc vào bán chất của các gel và các
SV: Hà Quí PhượngXốLớp KSCNSH-1103


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mờ Hà Nội

điều kiện hình thành gel như nhiệt độ, sự hiện diện cùa các ion, pH và nồng độ cúa

các chất tạo gel.

Gôm gellan đã được Cơ quan thấm quyền của Mỹ và Châu Âu (EU) cho

phép sừ dụng trong thực phâm và y tê. So với các polysaccharides khác, gơm

gcllan có nhiều lợi the như: sự ốn định nhiệt và axit. điều chinh độ đàn hoi gel và

độ cứng, có độ trong suốt cao, giãi phóng hương vị tốt. Hàng năm, chi tính riêng
thị trường Tây Âu đã tiêu thụ khoảng 60.000 tấn gơm gellan, trong đó 80% dùng

làm phụ gia trong thực phẩm (Hyuck et al., 2003).
Nhiều nghiên cứu đã chi ra tiềm năng ứng dụng cùa gôm gellan là rất lớn.

Do những đặc tính lưu biến tuyệt vời và cấu trúc độc đáo, gôm gellan được ứng
dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phấm và các ngành công nghiệp khác như

một chất tạo đặc, chất nhũ hóa và chất tạo gel. Nhu cầu thị trường về sản phàm
thực phẩm ngày càng tăng và nó dần trờ thành exopolysaccharides sinh học

thương mại hóa quan trọng nhất (Liang et al., 2011).

* ửng dụng trong

Viện Đại học Mớ Hà Nội

Gôm gellan là một phụ gia thực phâm có chức năng như chat on định, tác
nhân làm đặc, tác nhân tạo cấu trúc, tạo nhũ tương hóa, lác nhân tạo gel linh hoạt

và có thề tạo ket cau gel mong muốn trong các dạng sản phẩm thực phâm khác
nhau từ cứng, giịn hay lóng. Một số các sán phấm điển hình có chứa gơm gellan

gôm: mứt quà, các loại bánh kẹo. nước giải khát, sàn phâm sữa, sán phàm thạch,
lớp kem phú lên bánh, nước xốt, thực phẩm kết cấu... Gơm gellan cũng có thề ứng

dụng làm mặt nạ dưỡng da. các sân phẩm chăm sóc tóc. thuốc đánh răng, các loại

gel làm sạch khơng khí. Ngồi ra gơm gellan cũng được ứng dụng trong công

nghệ enzym. cố định tế bào và sinh học. Các dặc điếm và tính chất của dung dịch
gellan được nghiên cứu rất rộng rãi với số lượng lớn các patent đã đăng ký ứng
dụng gellan trong thực phẩm và trong sinh học (Bajaj et al.. 2007).

Gôm gellan ở trạng thái tự nhiên hình thành dạng gel lỗng trong nước, tuy
nhiên khi đã khứ acetyl bằng kiềm sẽ hình thành một dạng gel cứng như agar và có
thể được sử dụng thay the agar trong môi trường nuôi cay vi khuẩn. Gcl này có độ

nóng chảy lớn, đặc tính đơng kết tương tự như agar và là tác nhân làm đơng vượt
SV: Hà Q Phượng Ì1Lớp KSCNSH-1Ỉ03


Khóa luận tốt nghiệp

Viện Đại học Mở Hà Nội

trội với sự trong suốt cao, tạo gel giòn ớ nồng độ thấp hơn nhiều so với mơi trường

agar, nó được ứng dụng làm các loại thạch (Batham et al., 1987). Gôm gellan khi
được tạo thành ờ dạng gel lỏng có cấu trúc gel yếu, có thế giữ các tiếu phan ớ trạng
thái lơ lửng mà không làm thay đổi độ nhớt, dính của dung dịch. Nó được ứng dụng

trong sán xuất đồ uống trái cây và bánh kẹo dẻo.

Gôm gellan cung cấp chất tạo gel cho nước giãi khát có vị như của gelatin, khi
thêm gôm gellan sẽ làm tăng dộ nhiệt dộ nóng chày, giúp cho gcl mềm, ngon ngọt,

mọng nước nhưng lại không tan chày và không gây mất hình dạng, đồng thời tạo

trực quan tốt, cần khoảng 0,3% gơm gellan cho ứng dụng này. Nhờ đặc tính ồn định
cúa mơi trường axit nên gơm gellan có lợi thế sân xuất nước giải khát (Hyuck Jin et

al., 2003; Edwin et al.. 2012; Bajai et al., 2007).

Gôm gellan ứng dụng thành cơng trong sàn xuất mứt, có thế thay thế cho
pectin. Hàm lượng gôm gellan sử dụng khoảng 0,15 - 0,4% thấp hơn so với pectin

(khoáng 0.6% đối với methoxypectin cao và 0,8% đối với mcthoxypectin thấp). Ó
những sản phấm này, tùy thuộc vào mỗi loại mứt để bố sung lượng gôm gellan tối

thiếu mà chất lượng mứt vần đậm bao được tính chất cám quan tót (như độ cứng

thấp, ít năng lượng với độ bóng tot...) (Bajai et al., 2007).
Trong công nghệ sản xuất bánh kẹo, gôm gellan sẽ góp phần tạo cấu trúc và

kết cấu đế giám sự đơng cứng cúa bột theo thời gian. Ngồi ra. gơm gellan còn ngăn
chặn sự cháy nước cùa đường và sự đóng băng (Bajai et aỉ., 2007).
Gơm gcllan có thể cung cap đa dạng các cấu trúc trong chế biến thực phầm.

Sản phấm có thế là dạng ăn ngay hoặc ở dạng hỗn hợp khô. Để cài thiện độ bền

nhiệt và nâng cao nhiệt độ đông kết mà không cần làm lạnh của các món tráng
miệng bang cách thêm một lượng nhó gơm gellan. Đặc tính mới của gellan khác với
các polyme sinh học khác như: xanthan gum, guar gum...là nó có đặc tính hồi phục

nhiệt khi đun nóng và làm lạnh. Gôm gellan 011 định ở nhiệt độ cao và duy trì độ bền
ớ hơn 90°C, ngược lại xanthan gum mất 74% độ bền gốc sau khi gia nhiệt ở 90°C.

Gôm gellan kết hợp với các sản phẩm gel khác giúp cài thiện độ ben nhiệt cùa các sán

phẩm gel mà bị nóng cháy khi tiếp xúc với nhiệt độ môi trường cao. Gôm gellan ổn

dịnhớpH từ 3.5- 10.

SV: Hà Quí Phượng ỈSLỚp KSCNSH-1Ỉ03