Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho ninh thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (controlled atmosphere CA)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ HẠNH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN
NHO NINH THUẬN BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH KHÍ
(CONTROLLED ATMOSPHERE-CA)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Hà Nội - 2017

i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ HẠNH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN
NHO NINH THUẬN BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH KHÍ
(CONTROLLED ATMOSPHERE-CA)

Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch
Mã số:

62540104

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Nguyễn Xuân Phương
TS. Phạm Anh Tuấn

Hà Nội – 2017
i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án này là công trình của riêng tôi. Các số liệu và tài liệu trong luận án
này là trung thực, một phần đã được công bố trên các tạp chí khoa học với sự đồng ý của đồng
tác giả, phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Tất cả các
tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ.
Hà Nội, ngày
Tập thể hướng dẫn

NGUYỄN XUÂN PHƢƠNG

tháng

năm

Tác giả luận án

PHẠM ANH TUẤN

ii

NGUYỄN THỊ HẠNH

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện công trình nghiên cứu này, tôi đã nhận được nhiều giúp đỡ
và hỗ trợ của các thầy cô, đồng nghiệp, các cơ quan, bạn bè, các em sinh viên và người thân
trong gia đình.
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Xuân Phương,
người thầy dìu dắt, dạy bảo từ khi tôi ở lại trường công tác. Thầy đã hướng tôi làm luận văn
thạc sỹ và giờ trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm luận án.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Phạm Anh Tuấn, người đã trực tiếp
hướng dẫn, chỉ bảo tôi tận tình trong suốt quá trình làm luận án. Thầy đã tạo điều kiện để tôi
có thể thực hiện những nghiên cứu tại Viện Cơ điện và Công nghệ Sau thu hoạch.
Tôi cũng xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS. Hồ Phú Hà, chị đã chỉ bảo, giúp
đỡ tôi rất nhiều để tôi hoàn thành luận án của mình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô Viện Công nghệ Sinh học và Công
nghệ Thực phẩm, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; đặc biệt là các thầy cô bộ môn Công
nghệ Thực phẩm, PGS.TS Trương Quốc Phong và cán bộ Trung tâm công nghệ sinh học đã
tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận án.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các cán bộ Viện Cơ điện và Công nghệ sau thu
hoạch đặc biệt là bộ môn Bảo quản Thực phẩm đã giúp tôi thực hiện các nghiên cứu của mình.
Xin cảm ơn các em sinh viên khóa 55, 56, 57 ngành Công nghệ Thực phẩm đã giúp đỡ
và hỗ trợ tôi rất nhiều trong thời gian làm luận án.
Lời cuối cùng tôi dành cho gia đình hai bên nội ngoại đặc biệt là chồng và các con đã
động viên, hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt quá trình làm luận án. Gia đình là động lực, tiếp thêm
sức mạnh để tôi có thể vượt qua những khó khăn, vất vả trong cuộc sống để hoàn thành luận
án tiến sỹ của mình.

iii


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................................ix
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................................... x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ....................................................................................xi
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................................... 5
1.1. Tổng quan về quả nho.................................................................................................. 5
1.1.1. Đặc điểm, nguồn gốc và sự phân bố .................................................................. 5
1.1.2. Cấu tạo, thành phần hóa học ............................................................................... 6
1.1.3. Biến đổi sinh lý của quả nho sau thu hoạch ...................................................... 8
1.1.4. Hệ vi sinh vật trên quả nho ................................................................................... 9
1.1.4.1. Vi khuẩn .......................................................................................................... 10
1.1.4.2. Nấm men ........................................................................................................ 11
1.1.4.3. Nấm mốc......................................................................................................... 11
1.1.5. Thực trạng sau thu hoạch đối với quả nho Ninh Thuận ................................ 13
1.2. Các phƣơng pháp bảo quản nho sau thu hoạch ................................................... 14
1.2.1. Bảo quản ở nhiệt độ thấp (bảo quản lạnh) ...................................................... 14
1.2.2. Bảo quản trong môi trƣờng thay đổi thành phần khí quyển .......................... 15
1.2.2.1. Bảo quản trong môi trƣờng khí quyển điều chỉnh (CA) .......................... 15
1.2.2.2. Bảo quản trong môi trƣờng khí quyển cải biến (MAP) ............................ 16
1.2.3. Bảo quản bằng hóa chất ..................................................................................... 18
1.2.4. Bảo quản bằng màng polyme sinh học ............................................................ 19
1.2.5. Bảo quản bằng Ozone ......................................................................................... 20
1.2.6. Bảo quản bằng phƣơng pháp kết hợp.............................................................. 21
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam về phƣơng pháp bảo quản nho
bằng CA ................................................................................................................................ 23
1.3.1. Sự biến đổi sinh lý ................................................................................................ 23
1.3.2. Sự biến đổi sinh hóa ............................................................................................ 26
1.3.3. Sự phát triển của vi sinh vật ............................................................................... 27
iv

CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 33
2.1. Nguyên vật liệu ............................................................................................................ 33
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 35
2.2.1. Nội dung và phƣơng pháp thực nghiệm ........................................................... 35
2.2.1.1. Phƣơng pháp phân lập và định tên vi sinh vật trên nho Ninh Thuận ... 35
2.2.1.2. Nghiên cứu khả năng kháng vi sinh vật phân lập từ nho Ninh Thuận
của một số axit hữu cơ ............................................................................................... 37
2.2.1.3. Khả năng ức chế vi sinh vật của axit hữu cơ trên quả nho NH 01-48.. 39
2.2.1.4. Nghiên cứu sự biến đổi sinh lý và sinh hóa của nho xanh Ninh Thuận
trong thời gian bảo quản............................................................................................. 40
2.2.1.5. Nghiên cứu ảnh hƣởng của đa yếu tố (nồng độ khí O2 và CO2) đến
chất lƣợng và thời gian bảo quản nho xanh Ninh Thuận ...................................... 41
2.2.1.6. Khảo nghiệm quy trình công nghệ bảo quản CA ở quy mô Pilot .......... 42
2.2.2. Phƣơng pháp phân tích ...................................................................................... 43
2.2.2.1. Các chỉ tiêu hóa lý ......................................................................................... 43
2.2.2.2. Xác định hoạt độ enzyme............................................................................. 45
2.2.2.3. Các chỉ tiêu vi sinh ........................................................................................ 47
2.2.2.4. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan .............................................................. 47
2.2.2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu........................................................................... 49
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................... 51
3.1. Phân lập và định tên vi sinh vật trên nho Ninh Thuận ........................................... 51
3.1.1. Phân lập vi sinh vật trên nho Ninh Thuận ........................................................ 51
3.1.2. Đặc điểm hình thái của vi sinh vật ..................................................................... 51
3.1.2.1. Đặc điểm hình thái của vi khuẩn ................................................................. 51
3.1.2.2. Đặc điểm hình thái của nấm men ............................................................... 54
3.1.2.3. Đặc điểm hình thái của nấm mốc ............................................................... 56
3.1.3. Định tên vi sinh vật ............................................................................................... 58
3.1.3.1. Định tên vi khuẩn ........................................................................................... 58
3.1.3.2. Định tên nấm men ......................................................................................... 58

3.1.3.3. Định tên nấm mốc ......................................................................................... 60
v


3.2. Khả năng kháng vi sinh vật phân lập từ nho Ninh Thuận của một số axit hữu
cơ ........................................................................................................................................... 61
3.2.1. Khả năng kháng vi khuẩn.................................................................................... 61
3.2.1.1. Đánh giá sơ bộ khả năng kháng vi khuẩn của các axit hữu cơ............. 61
3.2.1.2. Nồng độ ức chế tối thiểu của axit hữu cơ với vi khuẩn phân lập đƣợc 63
3.2.1.3. Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu của axit hữu cơ với vi khuẩn phân lập
đƣợc............................................................................................................................... 64
3.2.2. Khả năng kháng nấm men phân lập từ nho Ninh Thuận của một số axit
hữu cơ ............................................................................................................................... 65
3.2.2.1. Nồng độ ức chế nấm tối thiểu của axit hữu cơ với nấm men phân lập
đƣợc............................................................................................................................... 65
3.2.2.2. Nồng độ diệt nấm tối thiểu của axit hữu cơ với nấm men phân lập
đƣợc............................................................................................................................... 66
3.2.3. Khả năng kháng nấm mốc phân lập từ nho Ninh Thuận của một số axit
hữu cơ ............................................................................................................................... 68
3.2.3.1. Khả năng kháng nấm mốc phân lập đƣợc của một số axit hữu cơ ...... 68
3.2.3.2. Khả năng kháng nấm mốc phân lập đƣợc của axit lactic ....................... 68
3.2.3.3. Nồng độ ức chế nấm tối thiểu của axit hữu cơ với nấm mốc phân lập
đƣợc............................................................................................................................... 70
3.2.3.4. Nồng độ diệt nấm tối thiểu của axit hữu cơ với nấm mốc phân lập
đƣợc............................................................................................................................... 71
3.2.4. Ứng dụng axit lactic trong tiền xử lý bảo quản quả nho NH 01-48 .............. 71
3.2.4.1. Ảnh hƣởng của nồng độ axit lactic đến độ cứng của quả ...................... 71
3.2.4.2. Ảnh hƣởng của xử lý axit lactic đến màu sắc của quả ........................... 72
3.2.4.3. Ảnh hƣởng của xử lý axit lactic đến hàm lƣợng chất khô tổng số của
quả ................................................................................................................................. 73

3.2.4.4. Ảnh hƣởng của xử lý axit lactic đến hàm lƣợng axit tổng số của quả . 74
3.2.4.5. Ảnh hƣởng của xử lý axit lactic đến hàm lƣợng VSV tổng số của quả 75
3.3. Nghiên cứu sự biến đổi sinh lý và sinh hóa của quả nho xanh Ninh Thuận trong
thời gian bảo quản .............................................................................................................. 77
3.3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến cƣờng độ hô hấp của quả nho NH 01-48
trong thời gian bảo quản ................................................................................................ 77
vi


3.3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến chất lƣợng của quả nho NH 01- 48 trong thơi
gian bảo quản .................................................................................................................. 78
3.3.2.1. Độ cứng thịt quả ............................................................................................ 78
3.3.2.2. Hàm lƣợng chất khô tổng số ....................................................................... 79
3.3.2.3. Hàm lƣợng axit tổng số ................................................................................ 80
3.3.2.4. Chất lƣợng cảm quan và tỷ lệ rụng quả .................................................... 81
3.3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ khí O2 đến chất lƣợng quả nho xanh NH 01- 48
trong quá trình bảo quản ................................................................................................ 84
3.3.3.1. Độ cứng thịt quả ............................................................................................ 84
3.3.3.2. Hàm lƣợng chất khô tổng số ....................................................................... 85
3.3.3.3. Hàm lƣợng axit tổng số ................................................................................ 85
3.3.3.4. Chất lƣợng cảm quan và tỷ lệ rụng quả .................................................... 86
3.3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ khí CO2 đến chất lƣợng quả nho xanh NH 01-48
trong quá trình bảo quản ................................................................................................ 89
3.3.4.1. Hoạt độ enzyme cellulase và pectinesterase ........................................... 89
3.3.4.2. Độ cứng thịt quả ............................................................................................ 92
3.3.4.3. Hàm lƣợng chất khô tổng số ....................................................................... 93
3.3.4.4. Hàm lƣợng axit tổng số ................................................................................ 93
3.3.4.5. Chất lƣợng cảm quan và tỷ lệ rụng quả .................................................... 94
3.4. Ảnh hƣởng của đa yếu tố (nồng độ khí O2 và nồng độ khí CO2) đến chất lƣợng
và thời gian bảo quản quả nho xanh Ninh Thuận .......................................................... 97

3.4.1. Lập luận chọn biến cho quy hoạch thực nghiệm ............................................ 97
3.4.2. Kế hoạch thực nghiệm và xử lý số liệu ............................................................. 98
3.4.3. Khảo sát đa yếu tố với các hàm mục tiêu ...................................................... 101
3.4.3.1. Hàm hồi quy Y1 - Độ cứng ......................................................................... 101
3.4.3.2. Hàm hồi quy Y2 - Hàm lƣợng chất khô tổng số ...................................... 102
3.4.3.3. Hàm hồi quy Y3 - Hàm lƣợng axit tổng số ............................................... 104
3.4.3.4. Hàm hồi quy Y4 – Chất lƣợng cảm quan ................................................. 106
3.4.4. Tối ƣu hóa quá trình bảo quả nho xanh NH 01- 48 bằng công nghệ CA.. 108
3.4.5. Hoàn thiện quy trình công nghệ bảo quản quả nho xanh NH 01-48 bằng
phƣơng pháp CA ở quy mô pilot................................................................................. 110
vii


3.4.5.1. Kết quả bảo quản nho xanh bằng CA ở quy mô Pilot ........................... 110
3.4.5.2. Đề xuất quy trình công nghệ bảo quản quả nho xanh NH 01-48 bằng
phƣơng pháp điều chỉnh khí CA ............................................................................. 113
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................................. 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 117
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................................. 131

Phụ lục 1: Phân lập và định tên vi sinh vật trên nho Ninh Thuận
Phụ lục 2: Số liệu thí nghiệm nghiên cứu sự biến đổi sinh lý và sinh hóa của quả nho
NH 01-48 trong thời gian bảo quản
Phụ lục 3: Xử lý số liệu đa yếu tố và tối ƣu hóa bảo quản quả nho NH 01-48 bằng
phƣơng pháp CA
Phụ lục 4: Một số hình ảnh trong quá trình nghiên cứu vàthực nghiệm

viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt

Tên đầy đủ Tiếng Anh

Tên đầy đủ Tiếng Việt
An toàn thực phẩm

ATTP
CA

Controlled Atmosphere

Điều chỉnh khí quyển

CFU/g

Colony Forming Units per gram

Đơn vị khuẩn lạc/gram

DNA

Deoxyribonucleic acid

Axit Deoxyribonucleic

FDF

Fruit detachment force

Lực liên kết giữa cuống và quả

FOS

Fructo-oligosaccharides

Fructo-oligosaccharides

MAP

Modified Atmosphere Packaging

Bao gói khí điều biến

MPP

Modified Paper Packaging

Bao bì bao gói điều biến

MHB

Mueller Hinton Broth

Môi trường không chọn lọc

MIC

Minimum Inhibitory Concentration

Nồng độ ức chế vi khuẩn tối thiểu

MFC

Minimum Fungicidal Concentration

Nồng độ ức chế nấm tối thiểu

MBC

Minimum Bactericidal Concentration

Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu

PG

Polygalacturonase

Enzyme Polygalacturonase

POD

Peroxidase

Enzyme Peroxidase

PDA

Potato Dextrose Agar

Môi trường thạch đường khoai tây

TA

Titration Acid

Hàm lượng axit tổng số

TSS

Total solution solids

Hàm lượng chất khô tổng số

TVC

Total viable count

Hàm lượng vi sinh vật tổng số

TAC

Total Antioxidant Capacity

Khả năng chống oxi hóa tổng số

TGA

Trypton Glucoza Agar

Môi trường vi sinh vật tổng số

RNA

Ribonucleic acid

Axit Ribonucleic

YGC

Yeast Glucoza Chloramphenicol

Môi trường nuôi cấy nấm men, mốc

ix


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Trình tự mồi dùng để xác định các gen.................................................................................. 36

Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái và sinh hóa của vi khuẩn phân lập được ................................................. 52
Bảng 3.2. Đặc điểm hình thái và sinh hóa của nấm men phân lập được ................................................ 55
Bảng 3.3. Đặc điểm hình thái của nấm mốc phân lập được ................................................................... 57
Bảng 3.4. Định tên vi khuẩn phân lập được trên quả nho Ninh Thuận .................................................. 58
Bảng 3.5. Định tên nấm men phân lập được trên quả nho Ninh Thuận ................................................. 59
Bảng 3.6. Định tên nấm mốc phân lập được trên quả nho Ninh Thuận ................................................. 60
Bảng 3.7. Đường kính vòng kháng vi khuẩn phân lập được của một số axit hữu cơ ............................. 62
Bảng 3.8. MIC của axit hữu cơ với vi khuẩn phân lập được.................................................................. 63
Bảng 3.9. MBC của axit hữu cơ với vi khuẩn phân lập được ................................................................ 64

Bảng 3.10. MIC của axit hữu cơ với nấm men phân lập được ............................................................... 66
Bảng 3.11. MFC của axit hữu cơ với nấm men phân lập được .............................................................. 67
Bảng 3.12. Số lượng khuẩn lạc nấm mốc Penicillium xuất hiện sau 48h nuôi cấy................................ 68
Bảng 3.13. Số lượng khuẩn lạc nấm mốc ở một số nồng độ axit lactic ................................................. 70
Bảng 3.14. MIC của axit lactic và axit citric với nấm mốc phân lập được ............................................ 70
Bảng 3.15. MFC của axit lactic và axit citric với nấm mốc phân lập được ........................................... 71
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến chất lượng cảm quan .............................................. 82
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của nồng độ khí O2 đến chất lượng cảm quan .................................................. 86
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của nồng độ khí CO2 cao đến chất lượng cảm quan ......................................... 95
Bảng 3.19. Bảng giá trị mã hóa và thực nghiệm của các yếu tố thực nghiệm........................................ 99
Bảng 3.20. Tổng hợp kết quả thực nghiệm đa yếu tố............................................................................. 99
Bảng 3.21. Kết quả phân tích hồi quy - Y1........................................................................................... 100
Bảng 3.22. Kết quả phân tích hồi quy - Y2........................................................................................... 100
Bảng 3.23. Kết quả phân tích hồi quy - Y3........................................................................................... 100
Bảng 3.24. Kết quả phân tích hồi quy - Y4........................................................................................... 100
Bảng 3.25. Tổng hợp các điều kiện ràng buộc sự mong đợi ................................................................ 108
Bảng 3.26. Đánh giá chất lượng của quả nho xanh NH01-48 trong quá trình bảo quản ở quy mô Pilot
.............................................................................................................................................................. 111
Bảng 3.27. Đánh giá chất lượng cảm quan của quả nho NH 01-4 ....................................................... 112

x


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Quá trình sơ chế nho an toàn hiện nay tại Ninh Thuận .......................................................... 14

Hình 2.1. Nguyên liệu nho dùng cho nghiên cứu

33

Hình 2.2. Chùm nho xanh NH01-48

48

Hình 2.3. Chùm nho xanh NH01-48

48

Hình 3.1. Vòng kháng khuẩn của axit hữu cơ đối với vi khuẩn Bacillus thuringiensis ......................... 62
Hình 3.2. MBC của axit citric với vi khuẩn Empedobacter brevis (mg/ml) .......................................... 65
Hình 3.4. Sự xuất hiện của khuẩn lạc nấm mốc Penicillium sau 48h nuôi cấy ...................................... 68
Hình 3.5. Khả năng kháng nấm mốc phân lập được của axit lactic ở một số nồng độ .......................... 69
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ axit lactic đến độ cứng của quả nho NH 01-48 ............................... 72
trong thời gian bảo quản......................................................................................................................... 72
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ axit lactic đến màu sắc của quả nho NH01-48................................ 73
trong thời gian bảo quản......................................................................................................................... 73
Hình 3.8. Ảnh hưởng của xử lý axit lactic đến hàm lượng chất khô tổng số ......................................... 74
của quả nho NH01-48 trong thời gian bảo quản .................................................................................... 74
Hình 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ axit lactic đến hàm lượng axit tổng số của quả nho NH01-48 ........ 75
trong thời gian bảo quản......................................................................................................................... 75
Hình 3.10. Ảnh hưởng của nồng độ axit lactic đến hàm lượng VSV tổng số của quả nho NH01-48 .... 76
trong thời gian bảo quản......................................................................................................................... 76
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cường độ hô hấp của quả nho xanh NH 01-48 ....................... 77
theo thời gian bảo quản .......................................................................................................................... 77
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ cứng thịt quả nho xanh NH01- 48 ..................................... 78
theo thời gian bảo quản .......................................................................................................................... 78
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng chất khô tổng số ................................................... 79
của quả nho xanh NH01-48 theo thời gian bảo quản ............................................................................. 79
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng axit tổng số........................................................... 80
của quả nho xanh NH01-48 theo thời gian bảo quản ............................................................................. 80

Hình 3.15. Ảnh hưởng của nồng độ khí O2 đến độ cứng thịt quả nho xanh NH 01-48 ......................... 84
theo thời gian bảo quản .......................................................................................................................... 84

xi


Hình 3.16. Ảnh hưởng của nồng độ khí O2 đến hàm lượng chất khô tổng số ....................................... 85
của quả nho xanh NH01-48 theo thời gian bảo quản ............................................................................. 85
Hình 3.17. Ảnh hưởng của nồng độ khí O2 đến hàm lượng axit tổng số ............................................... 86
của nho xanh NH01- 48 theo thời gian bảo quản ................................................................................... 86
Hình 3.18. Ảnh hưởng của nồng độ khí CO2 đến hoạt độ enzyme cellulase ......................................... 90
của quả nho NH01-48 theo thời gian bảo quản ...................................................................................... 90
Hình 3.19. Ảnh hưởng của nồng độ khí CO2 đến hoạt độ enzyme pectinesterase ................................. 91
của quả nho NH01-48 trong thời gian bảo quản .................................................................................... 91
Hình 3.20. Ảnh hưởng của nồng độ khí CO2 đến độ cứng thịt quả nho xanh NH 01-48 ....................... 92
trong thời gian bảo quản......................................................................................................................... 92
Hình 3.21. Ảnh hưởng của nồng độ khí CO2 đến hàm lượng chất khô tổng số ..................................... 93
của quả nho xanh NH 01-48 trong thời gian bảo quản........................................................................... 93
Hình 3.22. Ảnh hưởng của nồng độ khí CO2 đến hàm lượng axit tổng số ............................................. 94
của quả nho xanh NH01-48 trong thời gian bảo quản............................................................................ 94
Hình 3.23. Biểu diễn 2D theo biến code quan hệ nồng độ khí O2 và nồng độ khí CO2 ....................... 101
Hình 3.24. Biểu diễn 3D theo biến thực quan hệ nồng độ khí O2 và nồng độ khí CO2 ....................... 102
đến độ cứng thịt quả ............................................................................................................................. 102
Hình 3.25. Biểu diễn 2D quan hệ nồng độ khí O2 và nồng độ khí CO2 ............................................... 103
đến hàm lượng chất khô tổng số .......................................................................................................... 103
Hình 3.26. Biểu diễn 3D quan hệ nồng độ khí O2 và nồng độ khí CO2 đến ........................................ 103
hàm lượng chất khô tổng số ................................................................................................................. 103
Hình 3.27. Biểu diễn 2D quan hệ nồng độ khí O2 và nồng độ khí CO2 đến ......................................... 104
hàm lượng axit tổng số ......................................................................................................................... 104
Hình 3.28. Biểu diễn 3D quan hệ nồng độ khí O2 và khí CO2 đến hàm lượng axit tổng số................. 105

Hình 3.29. Biểu diễn 2D quan hệ nồng độ khí O2 và nồng độ khí CO2 đến chất lượng cảm quan ...... 106
Hình 3.30. Biểu diễn 3D quan hệ nồng độ khí O2 và nồng độ khí CO2 đến chất lượng cảm quan ...... 107
Hình 3.31. Biểu diễn hàm mong đợi .................................................................................................... 109
Hình 3.32. Biểu diễn mức độ đáp ứng sự mong đợi ............................................................................ 109
Hình 3.33. Quy trình công nghệ bảo quản ........................................................................................... 113
quả nho xanh NH 01-48 ở quy mô Pilot .............................................................................................. 113

xii


MỞ ĐẦU
Việt Nam là một quốc gia thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa với điều kiện thổ nhưỡng
thuận lợi để trồng nhiều loại rau quả có giá trị kinh tế cao. Hiện cả nước có trên 800 nghìn ha
trồng cây ăn quả; vùng đồng bằng sông Cửu Long có diện tích và sản lượng lớn nhất cả nước,
tỷ suất hàng hoá cao nhất với gần 70% sản lượng được bán ra trên thị trường; tiếp đến vùng
trung du miền núi phía Bắc; Tây Nguyên. Năm 2013, xuất khẩu rau quả đạt trên 1,09 tỷ USD,
riêng quả các loại đạt 0,951 tỷ USD. Năm 2014, xuất khẩu rau quả tăng trưởng khá nhanh và
đạt 1,47 tỷ USD, tăng gần 40% so với năm 2013, trong đó gần 90% là trái cây. Tuy nhiên, tổn
thất sau thu hoạch cả về lượng và chất trong ngành rau quả đang ở mức rất cao. Do đó, lợi ích
mà ngành rau quả Việt Nam mang lại vẫn chưa tương xứng với tiềm năng vốn có của nó.
Nho Ninh Thuận đã trở thành một đặc sản có tiếng trong cả nước. Diện tích trồng nho
của tỉnh khoảng 2.500 ha tập trung chủ yếu ở huyện Ninh Phước, Ninh Hải và thị xã Phan
Rang - Tháp Chàm, với nhiều loại giống nho mới cho năng suất cao, sản lượng hàng năm ổn
định từ 60 - 65 ngàn tấn. Tuy nhiên, việc sản xuất nho hiện nay tại Ninh Thuận đang gặp khó
khăn như kỹ thuật canh tác chưa hợp lý, thu hoạch không đúng thời điểm, việc bảo quản còn
nhiều bất cập, điều kiện sơ chế thô sơ nên chất lượng nho giảm, sản phẩm nho Ninh Thuận
chưa được quảng bá và tiêu thụ rộng rãi ra cả nước (nhất là các tỉnh phía Bắc). Điều này làm
giảm đáng kể giá trị kinh tế của quả nho, lợi ích mang lại cho người trồng nho là chưa cao. Vì
thế, cần phải có giải pháp để nâng cao chất lượng nho, đặc biệt trong khâu sơ chế, bảo quản
sau thu hoạch để nho Ninh Thuận đủ sức cạnh tranh với các mặt hàng nho xuất khẩu trên thế

giới.
Đến nay, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và ứng dụng nhằm giảm thiểu tổn
thất sau thu hoạch với các sản phẩm rau quả tươi. Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có cơ chế
đặc thù nhằm hạn chế những biến đổi về sinh lý, sinh hóa và sự gây hại của vi sinh vật có ảnh
hưởng đến chất lượng sản phẩm để kéo dài được thời gian bảo quản.
Ở Việt Nam hiện nay bảo quản rau quả bằng hóa chất là phương pháp được áp dụng phổ
biến nhất. Tuy nhiên, việc sử dụng những hóa chất vượt quá liều lượng cho phép cũng như
những hóa chất độc hại rất khó có thể kiểm soát và ít nhiều đều ảnh hưởng đến sức khỏe của
con người về trước mắt cũng như lâu dài. Do đó, xu hướng lựa chọn những công nghệ thân
1


thiện với môi trường theo hướng ứng dụng các nguyên lý vật lý và sinh học nhằm duy trì chất
lượng và kéo dài thời gian bảo quản rau quả là vấn đề đang được rất nhiều nhà khoa học quan
tâm, nghiên cứu.
Bảo quản rau quả bằng phương pháp điều chỉnh khí Controlled Atmosphere (CA) là một
kỹ thuật tiên tiến, duy trì CO2 và O2 ở một nồng độ thích hợp nhằm hạn chế đến mức thấp nhất
cường độ hô hấp, ngăn ngừa sự thoát hơi nước, duy trì chất lượng cảm quan, ngoài ra bảo
quản bằng CA còn có hiệu quả ức chế sự hoạt động của vi sinh vật gây thối hỏng rau quả sau
thu hoạch. Đây là một công nghệ có nhiều tính năng ưu việt do vừa đảm bảo vệ sinh an toàn
thực phẩm, vừa hạn chế sử dụng bao bì, mặt khác lại giữ được chất lượng của sản phẩm gần
với tự nhiên so với các phương pháp bảo quản khác.
Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng của phương
pháp CA trong quá trình bảo quản trên các đối tượng rau quả khác nhau và đem lại hiệu quả rõ
rệt. Tại Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về công nghệ CA cho các đối tượng như: ớt, vải
thiều, xoài…đem lại kết quả khả quan. Tuy nhiên, cơ chế tác động của CA trong bảo quản mới
về mặt sinh lý, để xây dựng được quy trình công nghệ bảo quản bằng CA cho các đối tượng
rau quả khác nhau cần phải có đầu tư nghiên cứu cơ bản về các đặc tính (sinh hóa, vi sinh vật)
để xác định những giải pháp công nghệ kết hợp nhằm tạo ra quy trình công nghệ hoàn thiện.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu một số yếu tố công

nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phƣơng pháp điều chỉnh khí (Controlled
Atmosphere – CA)”.
Mục tiêu nghiên cứu:
-

Xác định được cơ sở khoa học và xây dựng được quy trình công nghệ sơ chế bảo quản
quả nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí quyển CA.

-

Đảm bảo chất lượng dinh dưỡng, cảm quan và An toàn thực phẩm (ATTP), kéo dài thời
gian bảo từ 10 - 12 ngày so với phương pháp bảo quản lạnh ẩm thông thường.

Nội dung nghiên cứu:
-

Phân lập và định tên vi sinh vật từ 2 giống nho NH01-48 (nho xanh) và Red Cardinal
(nho đỏ). Xác định giải pháp xử lý nguyên liệu tiền bảo quản bằng một số axit hữu cơ
thân thiện môi trường.

2


-

Nghiên cứu đặc tính sinh lý, những biến đổi sinh hóa của quả nho xanh NH01-48 Ninh
Thuận và khả năng ức chế vi sinh vật trong môi trường điều chỉnh khí CA.

-

Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố và đề xuất quy trình công nghệ sơ chế và bảo quản quả
nho xanh NH01-48 Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí quyển CA ở quy mô
phòng thí nghiệm.

-

Nghiên cứu khảo nghiệm và hoàn thiện quy trình công nghệ sơ chế bảo quản quả nho xanh
NH01-48 Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí quyển CA ở quy mô Pilot.

Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận án:
Ý nghĩa khoa học:
-

Việc xác định vi sinh vật đặc trưng đến loài trên nho Ninh Thuận là tiền đề cho việc
tìm giải pháp bảo quản nho hiệu quả.

-

Bằng thực nghiệm đã chứng minh được axit lactic có khả năng ức chế được vi sinh vật
gây thối hỏng nho Ninh Thuận và có thể ứng dụng trong xử lý nguyên liệu nhằm nâng
cao hiệu quả trong bảo quản.

-

Đã xác định được đặc tính sinh lý, biến đổi sinh hóa của quả nho và sự hoạt động của
vi sinh vật là những nguyên nhân gây thối hỏng cho quả nho Ninh Thuận và chứng
minh được cơ chế ứng dụng của công nghệ điều chỉnh khí CA có hiệu quả trong bảo
quản so với các phương pháp bảo quản thông thường.

-

Kết quả nghiên cứu đã bổ sung cơ sở phương pháp luận cho ứng dụng công nghệ điều
chỉnh khí quyển CA trong bảo quản quả nho Ninh Thuận nói riêng và các loại rau quả
khác nói chung.

Giá trị thực tiễn của luận án:
-

Thành công của nghiên cứu là giải pháp có tính khả thi có thể áp dụng ngay bảo quản
nho Ninh Thuận quy mô liên hộ gia đình, tăng thời gian bảo quản của nho.

-

Góp phần đổi mới công nghệ, cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm tổn thất sau thu
hoạch, nâng cao sinh kế cho người dân và phát triển bền vững cho quả nho Ninh Thuận
nói riêng và mở rộng ứng dụng cho các loại rau quả nói chung tại Việt Nam.

-

Kết quả của đề tài có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giảng dạy, nghiên cứu khoa
học và cho sản xuất.
3


Điểm mới của luận án:
-

Kết quả về vi sinh vật có mặt trên nho Ninh Thuận của nghiên cứu này là một trong
những kết quả đầu tiên đóng góp vào cơ sở dữ liệu về vi sinh vật có mặt trên nho ăn ở
Việt Nam.

-

Xác định một số thông số kỹ thuật thích hợp trong bảo quản nho Ninh Thuận bằng
phương pháp CA.

-

Xác định được điều kiện hạn chế rụng cuống của quả nho.

Cấu trúc luận án:
- Luận án được trình bày trong 129 trang với 27 bảng và 33 hình vẽ, đồ thị. Mở đầu (4 tr.);
Chương 1. Tổng quan (28 tr.); Chương 2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu (17 tr.);
Chương 3. Kết quả và thảo luận (64 tr.); Kết luận và kiến nghị (2 tr.); Tài liệu tham khảo với
132 tài liệu tham khảo và Phần phụ lục.

4


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về quả nho
1.1.1. Đặc điểm, nguồn gốc và sự phân bố
Cây nho có tên khoa học là Vitis vinifera L, thuộc họ Vitaceae, là loại cây ưa khí hậu
khô và nhiều nắng, độ ẩm không khí thường xuyên thấp. Nho có nguồn gốc ở vùng bắc bán
cầu, đặc biệt là vùng khí hậu ôn đới thuộc châu Âu, Bắc Mỹ, Trung Mỹ và Tây Bắc của Nam
Mỹ thuộc dải Andes (Colombia và Venezuela) [103].
Cho đến nay, cây nho đã được trồng trên cả năm châu lục, ở những vùng có điều kiện
khí hậu phù hợp. Đối với vùng có khí hậu ôn đới, cây nho chỉ cho thu hoạch mỗi năm một vụ,
trong khi ở những nước có khí hậu nhiệt đới và bán nhiệt đới cây nho có khả năng sinh trưởng
liên tục và cho thu hoạch hai đến ba vụ mỗi năm.

Một số giống nho nổi tiếng trên thế giới như: nho không hạt Thompson Seedless, nho
Aneb-e-Shahi, nho xanh Bangalore Blue, nho không hạt Beauty Seedless, nho không hạt
Pcrlelte, nho đỏ Cardinal, nho tím Ribier [47].
Theo số liệu của tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hiệp quốc (FAO),
75.866 km² trên thế giới được dùng để trồng nho, sản lượng nho trên thế giới trung bình đạt 65
triệu tấn/năm. Khoảng 71% sản lượng nho được dùng sản xuất rượu vang, 27% để ăn dưới
dạng quả tươi và 2% làm nho khô.
Ở Việt Nam, từ lâu cây nho đã được người Pháp đưa giống vào để trồng với số lượng lẻ
tẻ. Nhưng tới năm 1971, Trung tâm Khảo cứu nông nghiệp Ninh Thuận đã nhập vào tới 70
giống để trồng thử nghiệm. Tới giai đoạn từ 1995 - 2010, Viện nghiên cứu bông và phát triển
nông nghiệp Nha Hố đã liên tục nhập thêm nhiều giống nho để lựa chọn cho canh tác. Viện
nghiên cứu rau quả Hà Nội cũng đã nhập thêm 50 giống nho nữa để thí nghiệm, lựa chọn ra
giống nho tốt nhất phù hợp với điều kiện của nước ta [2].
Đến nay, tổng diện tích nho cả nước ước khoảng 2.500 - 3.000 ha, trong đó chiếm diện
tích nhiều nhất là tỉnh Ninh Thuận với khoảng trên 55% tổng diện tích cả nước, tiếp đến là
Bình Thuận với gần 10%, còn lại được trồng rải rác ở nhiều nơi trên cả nước như: Lục Nam,
Lục Ngạn, Yên Dũng (Bắc Giang), Nam Khánh Hòa, Châu Đốc, Tịnh Biên, Tri Tôn (của An
Giang), Hữu Lũng (Lạng Sơn), Yên Châu, Mai Sơn, Bắc Yên (Sơn La) [12].
5


Ninh Thuận là một tỉnh ở cực Nam Trung Bộ, vùng khô hạn nhất cả nước, khí hậu nhiệt
đới gió mùa với các đặc trưng là khô nóng, gió nhiều, bốc hơi mạnh và không có mùa đông
nên rất thích hợp cho cây nho sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao. Cây nho được du
nhập vào Ninh Thuận từ những năm 1960 và được sản xuất thành hàng hóa vào những năm
1980. Nơi đây đã hình thành một vùng nho điển hình và tập trung lớn nhất cả nước.
Tính đến nay, Ninh Thuận đã hoàn thành quy hoạch vùng sản xuất nho an toàn với quy
mô hơn 2.553 ha tập trung chủ yếu ở huyện Ninh Phước, Ninh Hải và thị xã Phan Rang –
Tháp Chàm, với nhiều loại giống nho mới năng suất chất lượng cao như giống nho ăn tươi
NH01-93, NH01-48, NH01-96, giống Red Cardinal (nho đỏ) và các giống nho làm nguyên

liệu cho chế biến rượu vang [3].
Giống Red Cardinal (nho đỏ): Giống nho này có lợi thế là sinh trưởng ngắn ngày, nên
thu hoạch được 3 vụ/năm, năng suất ổn định, chất lượng tốt, màu sắc trái đỏ tươi, ngọt, hương
vị đặc trưng, sinh trưởng và phát triển mạnh, sản phẩm có tính cạnh tranh cao, rất được ưa
chuộng trên thị trường. Do đó, giống nho này được trồng với diện tích lớn nhất chiếm trên
96% diện tích.
Giống nho NH01-48 (nho xanh): Giống nho này đã được công nhận giống chính thức
vào năm 2002, do giống nho này có thời gian sinh trưởng dài ngày hơn giống nho đỏ nên chỉ
thu hoạch 2 vụ/năm. Nho NH01-48 thích hợp với điều kiện thâm canh nên diện tích trồng ít,
chiếm 4% diện tích. Tuy nhiên, giống NH01-48 có nhiều ưu điểm rất tốt như: Chùm to, trái
lớn, hình thon dài, thịt chắc, rất ngọt, đặc biệt hấp dẫn người tiêu dùng, sinh trưởng và phát
triển mạnh, kháng sâu bệnh khá, chịu hạn tốt, năng suất ổn định, chất lượng rất tốt. Sản phẩm
có tính cạnh tranh cao, đặc biệt được ưa chuộng trên thị trường [17].
1.1.2. Cấu tạo, thành phần hóa học
Quả nho gồm 70 – 80% nước còn lại là: Đường; Axit hữu cơ; Các hợp chất phenolic;
Các hợp chất chứa nitơ; Chất thơm; Chất khoáng và pectin.
Thành phần dinh dưỡng cụ thể của quả nho được cho thấy ở bảng 1.1.

6


Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của quả nho ngọt [1]

STT

Thành phần dinh dưỡng

Hàm lượng

Đơn vị

1

Năng lượng

286

KJ

2

Nước

82,1

g

3

Protein

0,4

g

4

Lipid

0,2

g

5

Celluloza

0,6

g

6

Glucid

16,3

g

7

Tro

0,4

g

8

Đường tổng số

15,48

g

9

Vitamin C

3

mg

10

Vitamin B1

0,06

mg

11

Vitamin B12

0,04

mg

Glucose và fructose là hai loại đường chính trong nho. Trong quả chưa chín, glucose là

loại đường chiếm ưu thế. Ở giai đoạn chín, glucose và fructose thường hiện diện với lượng
bằng nhau (1:1). Đến khi chín hoàn toàn, hàm lượng fructose vượt trội so với glucose và khác
nhau tùy thuộc giống nho.
Các axit hữu cơ chính trong nho gồm: tartaric, malic, và hàm lượng nhỏ citric. Trong
giai đoạn đầu của sự phát triển, nồng độ của cả hai loại axit tăng. Với sự khởi đầu của quá
trình chín, cùng với sự tích tụ của đường trong quả, nồng độ axit giảm. Nói chung việc giảm
axit malic là lớn hơn nên khi trưởng thành nho chứa nhiều axit tartaric hơn malic.
Các chất phenolic chủ yếu nằm trong các hạt và vỏ quả. Hai chất chính trong nhóm này
bao gồm các hợp chất anthocyanins và tannin. Anthocyanins là các sắc tố và có vai trò tạo
màu đỏ và màu tím của nho. Tannin là chất gây ra sự co quả và vị đắng.
Các chất thơm bao gồm: 2-methoxy-3-isobutyl pyrazine; 4-vinylguaiacol và 4vinylphenol và tecpen. Các hợp chất này chủ yếu có mặt trong thành phần vỏ và các lớp tế bào
ngay bên dưới nó. Nồng độ của chúng có xu hướng tăng trong quá trình chín.

7


Chất khoáng chiếm khoảng 0,2 - 0,6% trọng lượng tươi của quả nho. Các hợp chất
khoáng quan trọng bao gồm: kali, natri, sắt, phốt phát, sulfate và clorua. Trong đó kali là
khoáng chất quan trọng nhất. Trong quá trình chín, hàm lượng kali của nho tăng.
Chất pectin có mặt phổ biến trong các tế bào. Về mặt hóa học, nó là polysaccharides
phức tạp làm bằng các phân tử axit galacturonic liên kết với nhau. Trong khi chín, pectin được
thủy phân bằng enzyme tự nhiên pectolytic, làm mềm chín trái nho [52].
1.1.3. Biến đổi sinh lý của quả nho sau thu hoạch
Nho là một loại trái cây dễ thối hỏng, dễ bị tổn thương sau khi thu hoạch, như giảm độ
cứng, mềm quả và sâu thối, sự đổi màu và mất nước của cuống [118]. Sau quá trình thu hoạch,
trong nho vẫn xảy ra quá trình hô hấp và các quá trình biến đổi trong quả. Trong quá trình
chín, quả nho mất chất diệp lục và hình thành sắc tố cuối cùng [92]. Bên cạnh đó, quá trình
chín của quả cũng kèm theo sự phá hủy các sắc tố màu xanh lá (diệp lục) và sự tích tụ
carotenoid màu vàng trong thịt [113]. Chuyển từ giai đoạn trưởng thành sang giai đoạn chín
được đánh dấu bằng sự phát triển màu sắc trước đi kèm là làm mềm. Sau đó, quả phát triển,

tích lũy đường, giảm axit, phát triển màu sắc và mùi thơm [80]. Sự tích lũy anthocyanin trong
quả nho bắt đầu ở giai đoạn khởi đầu của quá trình chín, và sự tích lũy đường bắt đầu và tiếp
tục trong suốt quá trình chín [35].
Mất nước là nguyên nhân của sự thay đổi trong thành phần và quá trình trao đổi chất
của trái cây, gây ra sự thay đổi màu sắc, tính ngon miệng và mất chất dinh dưỡng [88, 69].
Mất nước trong nho xảy ra trong quá trình xử lý sau thu hoạch có thể dẫn đến sự nâu, berry
vỡ, và héo của quả. Nho có thể bị lão hoá sau thu hoạch trong quá trình bảo quản, trong các
hội chứng mất nước nghiêm trọng, làm mềm berry, và sự phân rã chủ yếu do nấm mốc làm
giảm giá trị tiêu thụ nho [46]. Sự phân hủy của nấm mốc là nguyên nhân chính dẫn đến sự
thoái hoá sau thu hoạch nhanh chóng và sâu rộng của nho [55].
Mặc dù nho không có quá trình chín cực đại, nhưng sự phát triển của etylen khi chín ở
giai đoạn đầu đã được xác định rõ [41]. Hiện tượng nâu cuống được cho là chủ yếu liên quan
đến việc mất nước, nhưng có bằng chứng cho thấy ethylene hoạt động như một yếu tố chính
trong sự nâu vàng của cuống [38, 46, 73].

8


1.1.4. Hệ vi sinh vật trên quả nho
Trên nho hệ vi sinh vật là vô cùng phong phú, các loại vi sinh vật hoạt động gây ra
biến đổi về thành phần dinh dưỡng và gây thối hỏng quả nho. Sự xuất hiện các vi sinh vật trên
nho phụ thuộc vào nhiều yếu tố: giống nho, đất đai, nguồn nước, khu vực trồng trọt, điều kiện
chăm bón...Nho trồng ở vùng lãnh thổ khác nhau sẽ có hệ vi sinh vật khác nhau. Ở cùng một
vùng trồng nho, các mùa khác nhau sẽ cho chất lượng và hệ vi sinh vật khác nhau [34].
Nhiều yếu tố có khả năng tham gia vào việc quyết định hệ vi sinh vật có mặt trên quả
nho, bao gồm sự sẵn có của hệ vi sinh vật có mặt trong đất, nước, môi trường nuôi trồng nho;
vi sinh vật thích nghi được với bản chất sinh học của quả, hay thích nghi với hóa chất, điều
kiện chăm sóc quả; vi sinh vật cũng có thể lây nhiễm từ các nguồn khác trong quá trình vận
chuyển [78].
Hệ vi sinh vật có mối quan hệ trực tiếp và gián tiếp đến vật chủ mà chúng sinh sống,

đó là quả nho [61]. Chúng thay đổi các chất hữu cơ và các chất cần thiết trong đất, bao gồm
việc chuyển đổi nitơ, giảm nhẹ ảnh hưởng của môi trường khắc nghiệt như hạn hán hoặc chất
độc ô nhiễm, để ngăn ngừa sự tăng trưởng hoặc hoạt động của các mầm bệnh đe dọa đến nho
bằng cách cạnh tranh không gian sống và chất dinh dưỡng, đối kháng vi khuẩn nhờ tạo ra
enzyme hoặc độc tố. Mặt khác, có loài tham gia vào hoạt động trao đổi chất hỗ trợ miễn dịch
thực vật, tác động khuyến khích hoặc kìm nén sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh cho quả
nho khác. Những giống vi khuẩn có lợi có phổ loài rất rộng, một số loài đã được nghiên cứu
kỹ, bao gồm Azospirillum, Bacillus,…Loài Burkholderia có khả năng kiểm soát một số tác
nhân gây bệnh do chúng có khả năng sản xuất ra các hợp chất kháng nấm [36].
Một số loại vi khuẩn có ảnh hưởng đến hương vị và năng suất của nho như [61]: hệ vi
khuẩn axit lactic, vi khuẩn axit acetic [30]. Tuy nhiên, nó lại gây hư hỏng đối với nho ăn tươi.
Đối với quả lành lặn, số lượng của chúng nhỏ, nhưng nếu có xây xước của vỏ quả, tạo điều
kiện cho chúng phát triển mạnh, sử dụng chuyển hóa các đường glucose, fructose và pentose,
sản xuất axit lactic và axit axetic, tạo mùi chua, giảm pH môi trường làm hạn chế sự tăng
trưởng của vi khuẩn có lợi trên nho, gây thối hỏng nho nhanh chóng. Vi sinh vật khác như
nấm mốc Botrytis cineria và vi khuẩn axit axetic đã được báo cáo là có tác dụng kích thích vi
khuẩn axit lactic thường được tìm thấy khi kết hợp với vi khuẩn axit axetic và có một số bằng
chứng cho thấy mối quan hệ cộng sinh giữa các vi sinh vật này [53].
9


Nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đã tiến hành xác định các loài vi sinh vật trên nho
bằng nhiều phương pháp khác nhau. Kết quả cho thấy hệ vi sinh vật trên nho gồm chủ yếu các
loại sau:
1.1.4.1. Vi khuẩn
Daniela Bulgari và cs. (2011) đã tiến hành phân lập vi sinh vật từ mẫu nho lấy ở vùng
Tây Bắc nước Ý, định tên bằng phương pháp giải trình tự gen 16S rRNA (Ribonucleic acid),
đã tìm ra một số loài vi khuẩn như: Bacillus subtilis, Bacillus mycoides, Enterobacter sp.,
Pectobacterium sp. và Sphingomonas sp. [36].
Guilherme Martins và cs. (2013) đã tiến hành phân lập vi sinh vật từ mẫu nho lấy tại 2

vùng ở Lussac St. Emilion miền Tây Nam nước Pháp, đều giống nhau về giống loài (Merlot),
độ tuổi, điều kiện chăm sóc. Sau đó tiến hành định tên bằng phương pháp sinh học phân tử sử
dụng mồi 16S rRNA, đã tìm ra một số loài vi khuẩn như: Burkholderia sp., Cellulomonas sp.,
Enterobacter sp., Massilia sp., Micrococcus sp., Sphingomonas sp., Bacillus sp. [78].
Jack A. Gilbert và cs. (2014) đã tiến hành phân lập vi sinh vật từ mẫu nho lấy tại 8
vùng nho ở California – Mỹ, sử dụng phương pháp định tên bằng giải trình tự gen 16S rRNA
cho thấy các loài vi khuẩn khác nhau ở các vùng khác nhau, với giống và thời điểm sản xuất
nho khác nhau. Các loài vi khuẩn bao gồm: Pseudomonas sp., Flavobacterium

sp.,

Micrococcus sp., Bacillus sp., Massilia sp., Cellvibrio sp., Achromobacter sp. [61].
S. Maulani và cs. (2012) đã tiến hành phân lập vi sinh vật của 4 giống nho Shahan,
Seedless Green, Seedless red và Askari của vườn nho Takestan, tỉnh Qazvin, trung tâm Iran.
Sau đó quan sát và xác định hình thái tế bào, dùng phương pháp nhuộm gram và xét nghiệm
sinh hóa. Có sự khác nhau về loài vi khuẩn tìm thấy giữa 2 loại mẫu xử lý. Mẫu xử lý không
rửa nước có thêm các loài Bacillus mycoides, Micrococcus sp., Clostridium sp. [81].
Nicholas A. Bokulich và cs. (2014) đã tiến hành phân lập vi sinh vật từ mẫu nho ở
California – Mỹ và định tên bằng phương pháp giải trình tự gen 16S rRNA, đã tìm ra một số
loài vi khuẩn như: Pseudomonas sp., Micrococcus sp., Sphingomonas sp., Methylobacterium
sp., Enterobacter sp., Gluconobacter sp. [34].
S. Bae và cs. (2006) đã phân lập vi sinh vật từ mẫu nho trồng ở vườn nho vùng New
South Wales, Australia. Định tên bằng sinh học phân tử sử dụng mồi 16S rRNA và phương
10


pháp PCR-DGGE cũng được sử dụng đã tìm ra một số loài vi khuẩn như: Lactobacillus sp.,
Enterococcus sp., Lactococcus sp. và Weissella sp., Sporolactobacillus sp., Bacillus sp. [30].
1.1.4.2. Nấm men
Năm 2005, các nhà khoa học đã công bố kết quả phân lập các loại vi sinh vật từ các

giống nho khác nhau (nho đỏ có hạt, nho đỏ không hạt, nho xanh có hạt, nho xanh không hạt
và nho đen không hạt) tại chợ và siêu thị của Washington, Mỹ. Sau khi rửa nho bằng nước vô
trùng và để nho tự thối hỏng ở điều kiện thường trong thời gian 14 ngày sau đó tiến hành phân
lập vi sinh vật, nấm men được tìm thấy ở các loại nho trên là khác nhau với các loại chủ yếu là
Sporobolomyces roseus, Cryptococcus albidus, Rhodotorula rubraand và Candida [122].
Năm 2006, ở một vùng nho thuộc quốc gia Slovenia, Peter Raspor và cs. đã lấy mẫu từ
ba giống nho khác nhau tại 5 khu vực của vườn nho Dolenjska để phân lập và định danh các vi
sinh vật có mặt trên bề mặt quả nho bằng phương pháp sinh học phân tử. Kết quả nhận thấy
xuất hiện 13 loại nấm men khác nhau trên tất cả các mẫu mang đi phân tích và không có sự
xuất hiện của Saccaromyces cereviase. Các nấm men này bao gồm: Hanseniaspora uvarum,
Debaryomyces hanseniivar, Pichia kluyver, Cryptococcus hungaricus, Cryptococcus
albidusvar, Metschnikowia reukaufii, Rhodotorula glutinis, Rhodotorula aurantiaca,
Metschnikowia

Pulcherrima,

Cryptococcus

laurentii,

Pichia

membranifaciens,

Sporobolomyces roseus và Aureobasidium pullulans [89].
Năm 2007 tại Mỹ, các nhà khoa học V. Renouf, P. Strehaiano, và A. Lonvaud-Fune, đã
nghiên cứu các vi sinh vật trên nho và các vi sinh vật trong quá trình lên men rượu nho. Kết
quả nghiên cứu cho thấy rằng trên bề mặt của quả nho xuất hiện các loài nấm men: Pichia,
Candida, Metschnikowia và Saccharomyces cerevisiae [90].
1.1.4.3. Nấm mốc

Nấm mốc là nguyên nhân chủ yếu trong hệ sinh vật gây ra thối hỏng quả nho. Một số
loại được tìm thấy trên nhiều khu vực trồng nho như Penicilium spp., Botrytis cinerea,
Aureobasidium pullulans, Aspergillus spp., Cladosporium sp., Davidiella tassiana … Trong
số đó Cladosporium sp. thường gây thối hỏng trên các loại quả, lá cây và gây ra dị ứng đường
hô hấp [72, 81, 34, 102]

11


Tournas và cs. (2005) đã tìm thấy sự xuất hiện của nhiều loại nấm mốc trong nhiều
giống nho ở Mỹ như: Cladosporium sp., Ulocladium, Fusarium, Penicillium spp., Aspergillus
carbonarius và Aspergillus niger [122].
Aspergillus niger là một loại nấm mốc rất đa dạng được tìm thấy trong đất gây bệnh mốc
đen trên một số loại trái cây và rau quả như nho, mơ, hành tây, đậu phộng, và là một chất gây
ô nhiễm phổ biến của thực phẩm. Loại nấm này ít gây bệnh cho người so với các loại nấm
thuộc loài Aspergillus khác. Trong công nghiệp, nó được dùng để sản xuất một số loại axit
hữu cơ như axit citric, axit gluconic và được công nhận là an toàn. Ngoài ra, nó còn sản xuất
ra một số loại enzyme như glucoamylase, amylase, lipase, cellulase và enzyme pectinaza dùng
trong sản xuất rượu táo và rượu nho [23].
Penicilium spp. là một chủng nấm mốc được tìm thấy trong đất, các loại ngũ cốc, trái
cây và các loại thực phẩm khác. Đặc biệt nó phổ biến ở vùng khí hậu ôn đới. Nó có thể làm
thay đổi thành phần hóa học của nho, gây ảnh hưởng xấu đến sự tăng trưởng của nấm men
trong quá trình lên men rượu dẫn đến những thay đổi về màu sắc và hương vị của rượu vang.
Nó nhạy cảm với các chất hóa học như SO2, độ axit, rượu ethanol [121].
Đáng chú ý nhất là nấm mốc Botrytis cinerea, loại nấm này gây bệnh mốc xám hay nấm
mốc xám, nó được tìm thấy trên nhiều loại hoa quả khác nhau đặc biệt là trên nho, dâu tây và
cà chua. Bệnh thối xám xảy ra trong điều kiện môi trường ẩm ướt làm lây lan rất nhanh khắp
chùm nho, dẫn đến thiệt hại rất lớn về mặt kinh tế [126, 119]. Ngoài ra, Botrytis cũng sản xuất
các enzyme lytic, lipase, pectinaza, cho phép xâm nhập vào các lớp biểu bì của cây trồng, gây
thối hỏng không chỉ hoa quả mà cả cây trồng cũng bị thối hỏng. Loại nấm này gây hai bệnh

nhiễm trùng chủ yếu trên trái nho.
Như vậy, qua tổng quan về tình hình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới thấy
rằng hệ vi sinh vật trên quả nho là vô cùng phong phú. Đây cũng chính là một trong những
nguyên nhân gây hư hỏng quả nho sau thu hoạch. Đối với nho Ninh Thuận, hiện nay chưa có
một nghiên cứu đầy đủ nào về vấn đề này. Nghiên cứu của luận án này sẽ tiến hành phân lập
mẫu nho được thu hái tại trang trại nho Ba Mọi – một trong những vườn nho nổi tiếng của
tỉnh Ninh Thuận để chỉ ra được sự có mặt của vi khuẩn, nấm men và nấm mốc trên bản thân
quả nho. Từ đó, đưa ra giải pháp ức chế chúng nhằm tăng hiệu quả cho các công nghệ bảo
quản sau đó.
12