Đánh giá hiệu quả của kỹ thuật tạo màng bao từ gel nha đam và gel chitosan trong quy trình bảo quản nho tươi

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện dưới sự
hướng dẫn khoa học của ThS. Huỳnh Quang Phước, Trường Đại Học Kỹ thuật Công
Nghệ TP. Hồ Chí Minh .
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác dưới bất kì hình thức nào khác. Tôi xin
chịu trách nhiệm hoàn toàn về đồ án tốt nghiệp của mình
Tác giả

Cao Nguyễn Khánh Vy

I


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Qua 4 năm học tập tại Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ em đã được các thầy
cô trong Khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường hết lòng hướng
dẫn, giảng dạy và trang bị kiến thức cho em
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em
đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân và tập thế.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dân ThS. Huỳnh Quang Phước đã
tận tình giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em thực
hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô các bạn trong Phòng thí
nghiệm Công nghệ thực phấm đã tạo mọi điều kiện cho em thực hiện và hoàn thành
đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn gia đình động viên giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho

em trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20, tháng 08, năm 2015

Cao Nguyễn Khánh Vy

II


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... I
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... VII
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................... VIII
DANH MỤC HÌNH ẢNH ......................................................................................... X
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1.

Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................... 1

2.

Tình hình nghiên cứu .................................................................................... 3

3.

Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 7

4.

Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 7

5.

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 7

6.

Các kết quả đạt đựợc của đề tài ..................................................................... 8

7.

Kết cấu của đồ án tốt nghiệp ........................................................................ 8

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 9
1.1. Cây nha đam .................................................................................................. 9
1.1.1. Phân loại khoa học ........................................................................................ 9
1.1.2. Đặc điểm sinh học ........................................................................................ 10
1.1.3. Thành phần hoá học .................................................................................... 11
1.1.4. Thành phần có hoạt tính sinh học .............................................................. 20
1.1.5. Ứng dụng ...................................................................................................... 23
1.2. Chitosan ....................................................................................................... 25
1.2.1. Cấu trúc hoá học, tính chất lý hoá của chitosan ....................................... 25

III


Đồ án tốt nghiệp

1.2.2. Các nghiên cứu về tính kháng khuẩn của chitosan .................................. 34

1.3. Ứng dụng màng sinh học trong bảo quản rau quả, trái cây .................... 36
1.3.1. Màng bao sinh học ....................................................................................... 36
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 38
2.1. Vật liệu ......................................................................................................... 38
2.2. Phương pháp bảo quản bằng gel nha đam ............................................... 40
2.2.1. Phương pháp chuẩn bị gel nha đam ........................................................... 40
2.2.2. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu của gel nha đam ........................... 43
2.2.3. Phương pháp chuẩn bị gel chitosan ........................................................... 43
2.2.4. Phương pháp tạo màng: .............................................................................. 44
2.2.5. Các phương pháp hóa lý khác: ................................................................... 46
2.3. Bố trí thí nghiệm ......................................................................................... 48
2.3.1. Phân tích một số chỉ tiêu của gel nha đam ................................................. 48
2.3.2. Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hưởng của các loại phương thức ổn định gel
nha đam đến quy trình bảo quản nho. ........................................................ 48
2.3.3. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của pH gel nha đam đến quy trình
bảo quản nho. ............................................................................................... 49
2.3.4. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha
đam đến quy trình bảo quản nho................................................................. 50
2.3.5. Thí nghiệm 4: khảo sát nồng độ acid acetic để bảo quản nho. ................ 50
2.3.6. Thí nghiệm 5: khảo sát nồng độ chitosan trong acid acetic để bảo quản
nho. ............................................................................................................... 51
2.3.7. Thí nghiệm 6: So sánh 2 phương thức bảo quản để chọn được phương
thức bảo quản nho tốt hơn .......................................................................... 51

IV


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 52

3.1. Khảo sát một số chỉ tiêu của gel nha đam ................................................ 52
Các chỉ tiêu Kết quả ........................................................................................... 52
3.2. Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hưởng của các loại phương thức ổn định gel
nha đảm đến quy trình bảo quản nho ................................................................. 53
3.2.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C .............. 53
3.2.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 55
3.2.3. Đánh giá tổng men mốc trên vỏ nho theo phương thức ổn định gel nha
đam qua thời gian ........................................................................................ 57
3.3. Thí nghiệm : khảo sát ảnh hưởng của pH gel nha đam trong quy trình
bảo quản nho ......................................................................................................... 59
3.3.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C .............. 59
3.3.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 61
3.3.3. Đánh giá tổng men mốc trên nho theo phương thức ổn định gel nha đam
qua thời gian ................................................................................................ 62
3.4. Thí nghiệm 3: khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha
đam lên quy trình bảo quản nho ......................................................................... 64
3.4.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C............... 64
3.4.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 66
3.4.3. Đánh giá tổng men mốc trên vỏ nho theo phương thức ổn định gel nha
đam qua thời gian ........................................................................................ 67
3.5. Thí nghiệm 4: khảo sát nồng độ acid acetic hòa tan chitosan lên quy
trình bảo quản nho................................................................................................ 70
3.5.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C .............. 70
3.5.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 72

V


Đồ án tốt nghiệp

3.5.3. Đánh giá tổng men mốc trên vỏ nho theo nồng độ acid acetic hòa tan
chitosan qua thời gian ................................................................................. 73
3.6. Thí nghiệm 5: khảo sát nồng độ chitosan trong acid acetic lên quy trình
bảo quản nho ......................................................................................................... 76
3.6.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C .............. 76
3.6.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 77
3.6.3. Đánh giá tổng men mốc trên nho theo nồng độ acid acetic hòa tan
chitosan qua thời gian ................................................................................. 78
3.7. So sánh hai phương thức bảo quản nho bằng màng bao gel nha đam và
màng bao chitosan ................................................................................................ 81
3.7.1. Đánh giá sự hao hụt trọng lượng ............................................................... 81
3.7.2. Đánh giá độ giảm hàm lượng vitamin C .................................................... 81
3.7.3. Đánh giá sự tăng đường khử ...................................................................... 82
3.7.4. So sánh tổng vi sinh vật hiếu khí và tổng nấm men nấm mốc trên vỏ nho
được bảo quản bằng gel nha đam và gel chitosan ..................................... 82
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 85
PHỤ LỤC A ................................................................................................................ 1
PHỤ LỤC B ................................................................................................................ 6

VI


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ac

Acetyl

EG

Etylen Glycol

Gal A

Acid Galacturonic A

Gal

Acid Galacturonic

Glc

Glucose

Man

Mannan

PEG

Polyethylen Glycol

VII


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1Phân loại khoa học của cây nha đam .............................................................. 18
Bảng 1.2 Sản lượng gel thu được, pH, hàm lượng chất khô của lá nha đam qua các mùa
........................................................................................................................................ 20
Bảng 1.3 Một số loại polysaccharide được phân lập từ nha đam .................................. 24
Bảng 1.4 Các loại amino acid trong gel nha đam .......................................................... 26
Bảng 1.5 Lipid và hỗn hợp các chất hữu cơ .................................................................. 27
Bảng 1.6 Hàm lượng của một số hợp chất phenolic trong gel nha đam....................... 28
Bảng 1.7 Hàm lượng chất khoáng từ gel nha đam của những cây trồng trung bình
khoảng 112 tuần ............................................................................................................. 29
Bảng 1. 8 Thành phần hoá học của vỏ các loại giáp xác ............................................... 38
Bảng 2. 1 Một số thiết bị được sử dụng trong đồ án tốt nghiệp .................................... 39
Bảng 2. 2 Các chỉ tiêu phân tích của gel nha đam ......................................................... 48
Bảng 3. 1 pH, hàm lượng chất khô hoà tan và sản lượng gel thu được52
Bảng 3. 2 Ảnh hưởng của các Phương thức ổn định gel nha đam lên sự hao hụt trọng
lượng của nho qua thời gian (%) .................................................................................... 53
Bảng 3. 3 Ảnh hưởng của các phương thức ổn định gel nha đam lên sự giảm vitamin C
của nho qua thời gian (%) .............................................................................................. 55
Bảng 3. 4 Ảnh hưởng của các Phương thức ổn định gel nha đam lên sự tang hàm lượng
đường khử của nho qua thời gian (%) ............................................................................ 56
Bảng 3. 5 Ảnh hưởng của các phương thức ổn định gel nha đam lên tổng men mốc trên
nho ( CFU/g) ................................................................................................................... 57
Bảng 3. 6 Ảnh hưởng của pH gel nha đam lên hao hụt trọng lượng của nho ............... 59
Bảng 3. 7 Ảnh hưởng của pH gel nha đam lên sự giảm hàm lượng vitamin C của nho
(%) .................................................................................................................................. 60

VIII


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3. 8 Ảnh hưởng của pH gel nha đam lên sự tăng hàm lượng đường khử của nho
qua thời gian ................................................................................................................... 61
Bảng 3. 9 Tổng men mốc trên nho theo các mức pH của gel nha đam ............................. 62
Bảng 3. 10 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam lên hao hụt trọng lượng
của nho sau thời gian bảo quản ....................................................................................... 64
Bảng 3. 11 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam lên sự giảm vitamin C
của nho sau thời gian bảo quản ...................................................................................... 65
Bảng 3. 12 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam lên sự tăng hàm lượng
đường khử của nho qua thời gian ................................................................................... 66
Bảng 3. 13 Tổng men mốc trên nho theo các mức pH của gel nha đam ........................... 67
Bảng 3. 14 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam lên hao hụt trọng lượng
của nho sau thời gian bảo quản ....................................................................................... 70
Bảng 3. 15 Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic hòa tan chitosan lên sự giảm vitamin
C của nho sau thời gian bảo quản (%) ............................................................................ 71
Bảng 3. 16 Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic hòa tan chitosan lên sự tăng hàm lượng
đường khử của nho qua thời gian ................................................................................... 72
Bảng 3. 17 Tổng men mốc trên nho theo nồng độ acid acetic hòa tan chitosan ................ 73
Bảng 3. 18 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan lên hao hụt trọng lượng của nho sau thời
gian bảo quản .................................................................................................................. 76
Bảng 3. 19 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan lên sự giảm vitamin C của nho sau thời
gian bảo quản (%) .......................................................................................................... 77
Bảng 3. 20 Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic hòa tan chitosan lên sự tăng hàm lượng
đường khử của nho qua thời gian ................................................................................... 78
Bảng 3. 21 Tổng men mốc trên nho theo nồng độ chitosan .............................................. 79
Bảng 3.22 Tổng men mốc của mẫu nho được bảo quản bằng màng bao chitosan và
màng bao nha đam ở ngày bảo quản thứ 6 ..................................................................... 82

IX

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1Cây nha đam ................................................................................................... 18
Hình 1. 2 Hoa nha đam ................................................................................................. 19
Hình 1. 3 Cấu trúc acetyl mannan của nha đam ............................................................ 23
Hình 1. 4 Ảnh hưởng của gel nha đam lên sự tồn tại của bào tử nấm trong ống nghiệm:
........................................................................................................................................ 30
Hình 1. 5 Dịch huyền phù C. albicans được ủ 3 giờ trong việc có hoặc không có hiện
diện chiết xuất trong huyết thanh dê .............................................................................. 31
Hình 1. 6 Ảnh hưởng của chiết xuất nha đam bằng ethanol lên vùng ức chế các loại vi
khuẩn gây bệnh (p < 0,01)) ............................................................................................ 32
Hình 1. 7 Ứng dụng của nha đam trong mỹ phẩm và thực phẩm ................................ 33
Hình 1. 8 Công thức cấu tạo của chitosan ..................................................................... 34
Hình 1. 9 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Chitosan ............................................... 39
Hình 2. 1 Quy trình chuẩn bị gel nha đam .................................................................... 49
Hình 2. 2 Quy trình bảo quản nho bằng cách nhúng gel nha đam/ gel chitosan để tạo
màng ............................................................................................................................... 44

X


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1.

Tính cấp thiết của đề tài

Các sản phẩm tươi sau thu hoạch thường ít khi đến được nhà bếp của người tiêu

dùng, một phần do hư hỏng, phần khác là do các khuyết tật trên bề mặt làm cho
sản phẩm không được lựa chọn. Hư hỏng và sau đó mất mát của rau quả ước tính
khoảng 25 – 80 %, với giá trị thấp hơn ở vùng khí hậu ôn đới và các giá trị cao
hơn ở vùng có khí hậu nhiệt đới [36]. Vì vậy, người ta thường thu hoạch chúng
sớm hơn và lưu trữ lạnh để kéo dài thời gian sử dụng. Điều này dẫn đến việc kém
chất lượng khi đưa sản phẩm vào thị trường.
Những năm gần đây, thay đổi trong lối sống của người tiêu dùng đã dẫn đến việc
tăng đáng kể nhu cầu trái cây và rau quả chất lượng cao, đi cùng với sự tiện lợi và
an toàn. Mùi vị, kết cấu, màu sắc, hương thơm và vẻ ngoài nhìn chung đều phải
đạt yêu cầu. Phát triển các phương pháp xử lý sau thu hoạch để kéo dài hơn nữa
thời gian sử dụng mà không làm mất đi chất lượng rau quả trở thành mối quan
tâm hàng đầu. Đặc biệt đối với một nước có tiềm năng trái cây lớn như nước ta.
Hiện nay, hầu như nguyên liệu chính sử dụng trong bảo quản hay đóng gói thực
phẩm chủ yếu là các loại màng như polyethylene, polypropylen... Tuy nhiên
nhược điểm của chúng là làm tổn thất chất dinh dưỡng của thực phẩm trong quá
trình bảo quản, thời gian phân hủy của các loại màng này lại lâu, khó xử lý
nhanh và gây ô nhiễm môi trường. Nên một vấn đề mới được đặt ra là cần có một
loại màng bảo quản thực phẩm mà có thể khắc phục được các hạn chế trên.
Màng phải có khả năng cải thiện vẻ ngoài (độ sáng bóng), giảm sự mất nước, làm
chậm quá trình chín và giảm các bệnh. Từ đó, tạo yếu tố cảm quan tốt, thời gian vận
chuyển, bảo quản được lâu, an toàn cho sức khoẻ con người và hơn hết là thân thiện
với môi trường.
Cây nha đam từ lâu đã được sử dụng trong lĩnh vực y học, thực phẩm và mỹ
phẩm trên khắp thế giới. Thành phần hóa học chủ yếu của nó là các polysaccharide
1


Đồ án tốt nghiệp

như mannan, glucomannan, galactan cùng với các loại enzyme, vitamin,…có hoạt

tính sinh học trong việc chữa lành vết thương, mụn nhọt, tẩy xổ, nhuận tràng,
kháng khuẩn, chống loét, miễn gel trung gian và các hoạt động chống ung thư…
[5], [28], [34]. Ngoài ra, nó còn được nhiều người biết đến với tác dụng làm đẹp
da thông qua một số loại kem, mặt nạ dưỡng da, sữa chua và gel nha đam còn
được sử dụng làm màng bao ăn được giúp kéo dài thời gian bảo quản cho các loại
trái cây, rau quả… Bên cạnh đó, nha đam lại được trồng và bán khá phổ biến tại
các chợ cho nên việc dùng nha đam tạo màng là rất khả thi.
Gần đây Chitosan - sản phẩm deaxetyl hoá chitin - dẫn xuất của polysaccharide có
nhiều trong vỏ các loài động vật giáp xác và các dẫn xuất của nó đã được nghiên cứu
và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: y tế, bảo vệ môi trường,
công nghiệp in, công nghiệp dệt. Trong những năm qua. Viện hoá học các hợp chất
tự nhiên, trung tâm khoa học tự' nhiên và công nghệ quốc gia đã tiến hành nghiên
cứu sử dụng chitosan trong nông nghiệp và công nghệ thực phẩm. Chitosan là một
loại polyme, có nguồn gốc tự nhiên, rẻ tiền, dễ chế biến và sử dụng làm chất bảo
quản quả tươi và an toàn đối với con người và vật nuôi.
Khác với các lọai trái cây khác của Việt Nam, nho là lọai cây trái được du nhập từ
các nước trên thế giới vào Việt Nam từ những năm 1960. Giống nho đầu tiên được
trồng là giống nho đỏ ăn tươi Red Cardinal. Cho tới bây giờ, đây vẫn là giống nho
chủ lực do sản lượng tương đối cao (20 tấn/ha) Tuy nhiên do khó bảo quản, điều
kiện sơ chế thô sơ, hao hụt trong các khâu sau thu họach lớn lại không có tổ chức
tiêu thụ, nên giá cả không ổn định, bấp bênh. Để khắc phục, nhà nông thường dùng
nhiều loại hóa chất độc hại để phun xịt hay dùng các loại bao bì khó phân hủy
hoặc có thời gian phân hủy lâu để bao gói mà không quan tâm đến sức khỏe của
người tiêu dùng cũng như bảo vệ môi trường. Vì vậy, việc nghiên cứu các phương
pháp xử lý để bảo quản nho sau thu hoạch đơn giản, an toàn, thân thiện với môi
trường là công việc rất cần thiết.
2


Đồ án tốt nghiệp

Nhận thấy tính cấp thiết của việc bảo quản nho tươi cho nên tôi thực hiện đề tài
“Đánh giá hiệu quả của kỹ thuật tạo màng bao từ gel nha đam và gel chitosan trong
quy trình bảo quản nho tươi”. Gel nha đam và gel chitosan đều có khả năng tạo
màng thêm vào đó là đặc tính kháng khuẩn nên nó sẽ hứa hẹn một kết quả đầy
triển vọng trong việc duy trì chất lượng nho tươi, góp phần giải quyết một phần
vấn đề môi trường và sức khỏe người tiêu dùng.
2.

Tình hình nghiên cứu
a)

Ứng dụng chitosan tạo màng bao trong và ngoài nước

Trong công nghệ thực phẩm, do chitosan là một polymer tự nhiên, không độc và rất
an toàn với thực phẩm. Nó có những tính chất rất đặc trưng như có khả năng
kháng khuẩn, kháng nấm, chống ẩm, tạo màng, có khả năng hấp thụ màu mà không
hấp thụ mùi, hấp thụ một số kim loại nặng…do đó nó được ứng dụng nhiều trong
lĩnh vực công nghệ sản xuất.
Nhiều kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế giới về khả năng kết hợp của
chitosan với các loại vật liệu tạo màng bao bọc sinh học không độc cũng như khả
năng kéo dài thời gian bảo quản của nhiều đối tượng như rau quả tươi, thịt, cá, nước
quả...của chitosan và dẫn xuất của nó.
Tác giả Đống Thị Anh Đào và các cộng sự (Khoa Công Nghệ Hóa Học Và Dầu
Khí - Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM) đã nghiên cứu chế tạo một số màng
bán thấm polysaccaride như: CMC, chitosan dùng bao gói bảo quản nhãn trong môi
trường có nồng độ CO2 cao hơn môi trường khí quyển. Kết quả là nhãn được bao
gói bằng màng bán thấm vẫn giữ được giá trị thương phẩm sau 45 ngày bảo quản
(kéo dài thời gian bảo quản nhãn lên gấp 3 - 9 lần so với cùng điều kiện bảo quản
không có bao bì).

Tác giả Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh (Khoa Công Nghệ Thực Phẩm
Trường Đại Học Nông Lâm) đã nghiên cứu dùng chitosan tạo màng để bao gói thực
phẩm. Màng chitosan có tính kháng khuẩn, tính giữ nước nên có thể dùng để bảo
3


Đồ án tốt nghiệp

quản các thực phẩm tươi sống giàu đạm như: cá, thịt… Đồng thời, bổ sung các chất
phụ gia (etylen glycol- EG, polyethylen glycol - PEG) để tăng tính dẻo dai và đàn
hồi cho màng. Các tác giả đã ứng dụng màng này trong bao gói xúc xích thì thấy
rằng ngoài việc giúp cho sản phẩm xúc xích có hình dáng đẹp, màng chitosan còn
có tác dụng đặc biệt là không làm mất màu và mất mùi đặc trưng của xúc xích.
Từ thành công trên, các tác giả này cũng nghiên cứu dùng vỏ bọc chitosan bảo
quản các loại thủy sản tươi và khô. Bảo quản cá tươi bằng chitosan sẽ hạn chế được
hiện tượng mất nước và tổn thất chất dinh dưỡng của cá khi cấp đông và sau khi rã
đông. Đặc biệt, khi nấu cá đã được bảo quản bằng chitosan thì thấy chitosan không
làm thay đổi mùi vị của sản phẩm. Đối với thủy sản khô như: cá khô, cá mực… thì
tiến hành pha dung dịch chitosan 2,0% trong dung dịch acid acetic 1,5% sau đó
nhúng cá khô và mực khô vào dung dịch được pha, làm khô bằng cách sấy ở nhiệt
độ 300C có quạt gió. Sản phẩm thu được có thể bảo quản tốt ở nhiệt độ bình
thường. Tùy theo độ ẩm của cá và mực khô mà sản phẩm có thời gian bảo quản
khác nhau, độ ẩm càng thấp thì thời gian bảo quản càng dài. Với độ ẩm 26 - 30%, cá
khô bảo quản được 83 ngày, mực khô 85 ngày; còn độ ẩm 41- 45% thì cá khô giữ
được 17 ngày, mực khô giữ được 19 ngày.
Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và các cộng sự thuộc Viện Hóa Học các
hợp chất tự nhiên, Trung tâm khoa học tự nhiên và Công Nghệ Quốc Gia đã điều
chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên liệu chính là chitosan có tác dụng bảo quản
quả tươi (cà chua, nho, vải...) rất tốt. Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống
sự phá hủy của một số loại nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả. Từ

kết quả nhận được Châu Văn Minh tiếp tục thử nghiệm khả năng bảo quản thực
phẩm tươi sống của BQ-1 (thịt bò, thịt lợn, trứng gà tươi). Nhờ khả năng ức chế sự
phát triển của vi sinh vật gây thối nên kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm trong
một thời gian nhất đinh.
4


Đồ án tốt nghiệp

Jia và cộng sự (2007) đã nghiên cứu khả năng kiểm soát bệnh sau thu hoạch của cà
chua đã chỉ ra rằng khi hòa tan chitosan 0,5% trong acid HCl 1% thì có khả năng
làm giảm đáng kể nấm mốc màu xám và mốc màu xanh do B.cinerea và
P.expansum trong quả cà chua khi bảo quản ở 250C.
Kamil và cộng sự (2002); No và cộng sự ( 2002); chitosan có tính kháng khuẩn và
hạn chế quá trình oxy hóa lipid nên được dùng để bảo quản thịt nhằm hạn chế quá
trình hư hỏng của thịt . Đặc biệt rất phù hợp để bảo quản các sản phẩm khô, sản
phẩm ăn liền. Các mẫu thịt bò quay được nhúng vào dung dịch chitosan (0,5-1%),
sau đó đóng gói và bảo quản lạnh ở 40C thì lượng vi khuẩn Listeria monocytogenes
giảm đáng kể so với mẫu không xử lý chitosan. Đối với sản phẩm thịt bò tẩm gia
vị, kết quả nghiên cứu của Youn và cộng sự (2002) cũng cho thấy chất lượng của
thịt bò tẩm gia vị có bổ sung 1% chitosan (120kDa, 85%DD) hòa trong acid lactic
0,3% được cải thiện đáng kể.
Chunprasert và cộng sự (2004) đã kết hợp chitosan với các loại bao bì như
LLDPE (Linear low density polyethlene) và PE (polyethylene) để bảo quản quả na.
Na sau khi nhúng vào dung dịch chitosan 0,5% và 1% được bao gói riêng từng quả
bằng hai loại bao bì trên sau đó đem bảo quản ở 130C, độ ẩm không khí 95%. Kết
quả cho thấy bao gói bằng bao PE rất có hiệu quả trong việc giảm hao hụt trọng
lượng, kéo dài quá trình chín và giữ được màu sắc của vỏ sau 12 ngày bảo quản.
Nhiều kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế giới về khả năng kéo dài thời
gian bảo quản của nhiều loại rau quả tươi, thịt, nước quả... của chitosan và dẫn xuất

của nó (Roller và Covill, 1999; Sagoo và cộng sự, 2002; Shahidi và cộng sự, 1999
và Ali-Khateeb, 2003). Chitosan được sử dụng để bảo quản quả tươi (đào, lê, kiwi,
dưa chuột, dâu tây , cà chua, vải, xoài...). Chitosan có khả năng tạo màng rất tốt và
màng chitosan là màng bán thấm nên có khả năng làm thay đổi thành phần các chất
khí trong môi trường bảo quản. Do nó tạo ra rào cản hạn chế sự cung cấp oxy trên
5


Đồ án tốt nghiệp

bề mặt quả và hàm lượng CO2 bên trong màng tăng lên nên quá trình hô hấp của rau
quả bị ức chế và hạn chế quá trình biến nâu của quả. Vải và nhãn là những loại quả
có giá trị kinh tế cao nhưng có thời gian bảo quản rất ngắn ở điều kiện bình thường
(Jiang, 2001; Jiang, 2005) và chúng bị giảm giá tri nhanh do sự biến nâu ở vỏ. Màu
của vỏ quả nhãn và vải là do hợp chất phenol (chủ yếu là anthocyanin) trên vỏ quyết
định. Polyphenol oxydase oxy hóa các hợp chất phenol nên gây sự biến nâu của vỏ.
Màng chitosan hạn chế lượng oxy qua màng nên quá trình hô hấp chậm dần, quá
trình oxy hóa các hợp chất phenol giảm đi (Jiang, 2005). Sử dụng chitosan nồng độ
2% có hiệu quả tốt nhất để kiểm soát sự biến nâu và kéo dài thời gian bảo quản của
vải và nhãn ở 2 0C, độ ẩm 90-95% (Jiang và Li, 2001, Jiang và cộng sự, 2005) .
Nhiều tác giả trong nước cũng khác cũng có những nghiên cứu dùng màng
chitosan để bảo quản trái cây như: sử dụng chitosan trong bảo quản cam ở Việt
Nam của nhóm tác giả Lê Doãn Diên và các cộng sự và với đề tài này họ có thể
bảo quản cam lên đến 42 ngày mà trạng thái của cam vẫn đạt mức thương phẩm
a)

Ứng dụng nha đam tạo màng bao trong và ngoài nước

Valverde va cộng sự (2005) dùng gel nha đam phủ lên nho để giúp ức chế sự tăng
trưởng của vi khuẩn, nấm mốc, nấm men

Navarro và cộng sự (2011) bảo quản hạnh đào (Prunus persica L. var nectarine) từ
màng bao gel đam .
Ahmed và cộng sự (2005) bột đông khô từ gel nha đam được hòa tan trong nước
và sau đó áp dụng bảo quản quả xuân đào và nhận được nhiều kết quả khả quan
Martinez Romero và cộng sự (2006) lần đầu dùng gel nha đam để bảo quản quả anh
đào ngọt ( Prunus avium L. cv. Starking) và phát hiện màng từ gel nha đam có thể
bảo quản quả anh đào ngọt, giúp duy trì được các đặc tính chất lượng của quả sau 16
ngày bảo quản.

6


Đồ án tốt nghiệp

Mục đích nghiên cứu

3.

Khảo sát các điều kiện tối ưu của gel nha đam và gel chitosan để bảo quản nho,
đồng thời so sánh khả năng tạo màng của hai loại gel để chọn được loại gel tối ưu
nhất, giúp bảo quản nho tươi tiện lợi, an toàn cũng như là thân thiện với môi trường
hơn.
Nhiệm vụ nghiên cứu

4.

 Khảo sát ảnh hưởng của các loại phương thức ổn định gel nha đam
đến quy trình bảo quản nho tươi
 Khảo sát ảnh hưởng của pH gel nha đam đến quy trình bảo quản nho tươi
 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam đến quy

trình bảo quản dâu tây.
 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid acetic đến quy trình bảo quản nho
tươi.
 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến quy trình bảo quản nho
tươi.
 So sánh khả năng tạo màng tối ưu của 2 loại gel giúp bảo quản nho tươi
tốt nhất
Phương pháp nghiên cứu

5.

Đồ án tốt nghiệp đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:
+

Phương pháp đo pH, nồng độ chất khô hòa tan của gel nha đam bằng

máy đo pH, Brix kế.
+

Phương pháp đánh giá hao hụt trọng lượng bằng phương pháp cân.

+

Phương pháp chuẩn độ với KIO3/KI để xác định hàm lượng acid

ascorbic (vitamin C).
+

Phương pháp định lượng đường khử bằng phương pháp acid dinitro-

salicylic (DNS)
7


Đồ án tốt nghiệp

+

Phương pháp định lượng tổng vi khuẩn hiếu khí và tổng nấm men nấm

mốc trong thực phầm
+

Sử dụng phần mềm Statgraphics Plus for Win 3.0 để tính toán thống kê.
Các kết quả đạt đựợc của đề tài

6.
+

Lựa chọn được phương thức ổn định gel nha đam cùng với pH, thời gian

thanh trùng cho kết quả tối ưu nhất trong quy trình bảo quản nho tươi.
+

Lựa chọn được nồng độ acid acetic và nồng độ chitosan cho kết quả tối

ưu nhất trong quy trình bảo quản nho tươi.
+

Xác định được phương pháp bảo quản nho tươi tốt nhất giữa màng bao

bằng gel nhà đam và màng bao bằng gel chitosan khi áp dụng các kết quả đã
nghiên cứu ở trên.
Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

7.

Đồ án tốt nghiệp gồm có 3 chương:
+

Chương 1: Tổng quan tài liệu – tổng quan các tài liệu tham khảo để thực

hiện đồ án tốt nghiệp.
+

Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu – trình bày vật liệu và

các phương pháp được dùng để nghiên cứu, kiểm tra kết quả.
+

Chương 3: Kết quả và bàn luận – đưa ra các kết quả đã nghiên cứu được

cùng với các biện luận, so sánh với các kết quả với nhau.

8


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.

Cây nha đam

1.1.1.

Phân loại khoa học

Theo các quy tắc quốc tế về Danh mục thực vật, tên khoa học của cây nha đam là
Aloe vera (L.) Burm.f. Ngoài ra, còn có các tên gọi khác như A. barbadensis Miller,
Aloe vulgaris Lam [25]. Ở Việt Nam, cây nha đam còn có những tên gọi như cây
lô hội, lưỡi hổ…
Hình ảnh tổng quan về cây nha đam được thể hiện ở hình 1.1 dưới đây:

Hình 1.1. Cây nha đam
Phân loại khoa học của cây nha đam được trình bày ở bảng 1.1 dưới đây:
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của cây nha đam
Giới

Plantae

Ngành

Angiospermae

Lớp

Monocots

Bộ

Asparagales

Họ

Asphodelaceae

Chi

Aloe

Loài

Aloe vera
9


Đồ án tốt nghiệp

1.1.2.

Đặc điểm sinh học

Nha đam là cây lâu năm, chịu hạn, cây trưởng thành khi được khoảng 4 tuổi, cao
từ 80 – 100 cm [11]. Mỗi cây nha đam có khoảng 12 – 16 lá, lá có hình mũi mác,
dày, mọng nước, có gai ở hai bên mép. Khi trưởng thành lá có thể được thu hoạch
mỗi 6 – 8 tuần, mỗi lần từ 3 – 4 lá. Hoa nha đam nở trên một cành cao lên đến 90
cm, mọc ở trung tâm của cây, tràng hoa dài 2 – 3 cm, màu vàng (hình 1.2). Quả là
nang hình tam giác có chứa nhiều hạt [29].

Hình 1.2. Hoa nha đam
Các bó mạch có cấu trúc hình ống, tiếp giáp với lớp vỏ. Số lượng các bó khác
nhau, tùy thuộc vào kích thước của lá. Chúng là hệ thống vận chuyển các chất
dinh dưỡng trong lá. Chất lỏng không nhớt màu vàng chảy ra từ lá có nguồn gốc
từ các tế bào trụ bì liên kết với các bó mạch này [33].
Thành và màng tế bào có thể được nhìn thấy trong lõi lá. Tuy nhiên các bào
quan vẫn còn nguyên vẹn như nhân, lục lạp và ty thể thường không thể nhìn thấy.
10


Đồ án tốt nghiệp

Chỉ có thể quan sát được bào quan trong tế bào thịt lá trưởng thành hoặc lạp thể
thoái hóa
1.1.3.

Thành phần hoá học

Thành phần hóa học của gel nha đam thay đổi tùy loài, khí hậu, thổ nhưỡng và
điều kiện phát triển [28].
Sản lượng gel, pH, hàm lượng chất khô của cây nha đam qua các mùa được
trình bày ở bảng 1.2 dưới đây:
Bảng 1.2. Sản lượng gel thu được, pH, hàm lượng chất khô của lá nha đam qua
các mùa

11


Đồ án tốt nghiệp

1.1.3.1. Carbohydrate
Carbohydrate có nguồn gốc từ chất nhầy bên trong lá, bao gồm monosaccharide và
polysaccharide.
 Monosaccharide
Các monosaccharide chiếm 20 – 30% tổng chất khô chế biến từ phần thịt lá bằng
cách ly tâm [9].
Waller và cộng sự (1978) xác định các thành phần của bột nha đam và tìm thấy sáu
loại đường (arabinose, galactose, glucose, mannose, rhamnose và xylose), trong đó
mannose và glucose chiếm 85 %.
 Polysaccharide
Polysaccharide khi có mặt trong thực phẩm đều thể hiện một số tính chất có lợi dựa
trên cấu trúc phân tử, kích thước và lực liên kết phân tử, chủ yếu là liên kết hydro.
Rất nhiều các polysaccharide không tan trong nước và không tiêu hóa được, chủ yếu
là cellulose và hemicellulose. Những polysaccharide còn lại trong thực phẩm thì tan
được trong nước và phân tán đều trong nước. Chúng đóng vai trò tạo độ kết dính, tạo
đặc, tăng độ nhớt và tạo gel.
Polysaccharide là các glycosyde từ đường hexose và pentose. Mỗi gốc glycosyde có
một số điểm có khả năng tạo liên kết với Hydro. Mỗi nhóm –OH trên gốc glycosyl
có thể kết hợp với một phân tử nước và vì vậy mỗi gốc đều có thể hoàn toàn solvat
hóa. Do đó phân tử polysaccharide có thể tan được trong nuớc.
Lý do một số phân tử polysaccharide như cellulose không tan được trong nước là do
các phân tử có cấu trúc thẳng và liên kết chặt khít với nhau nên nước không có khả
năng tiến gần các nhóm hydroxy (-OH).
Phụ gia tạo gel là các polysaccharide tan được trong nước. Khi phân tán trong nước
mỗi phân tử sẽ liên kết với các phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc không gian 3
chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành khối gel.
Khả năng tạo gel phụ thuộc vào:
12

Đồ án tốt nghiệp



Liên kết giữa các phân tử:

Độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết giữa các phân tử.
Nếu chiều dài của vùng liên kết dài, lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn để chống
lại áp lực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ chắc bền.
Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn và các chuỗi không được liên kết với nhau
mạnh, các phân tử sẽ tách rời dưới tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm cho
các chuỗi polymer chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định


Cấu trúc các phân tử:

Những phân tử có nhánh không liên kết với nhau chặt chẽ, vì vậy không tạo những
vùng liên kết có kích thước và sức mạnh đủ lớn để tạo thành gel. Chúng chỉ tạo cho
dung dịch có độ nhớt và độ ổn định.
Nhưng phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơn.


Điện tích phân tử:

Đối với các polysacchride tích điện, lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm tích điện cùng
dấu sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết.
Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong
dung dịch.
Mannan là polysaccharide được nghiên cứu rộng rãi nhất từ cây nha đam vì nó có
chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học cao [36]. Mannan từ nha đam với hai đặc

điểm chính là có liên kết β1→ 4 và được acetyl hóa. Trong khi những mannan thực
vật khác hoặc có chuỗi bên riêng biệt hoặc không được acetyl hoá và không hòa tan
[44].
Glucomannan là polysaccharide trong cây nha đam hiếm khi được tìm thấy
trong các loại cây trồng khác và có đặc tính có nhựa gần giống như chất dịch ở cơ
thể người [41].
Acetyl mannan là polysaccharide chính trong phần thịt lá, được nghiên cứu
rộng rãi nhất và đã có sản phẩm thương mại như Carrisyn TM [21]. Acetyl
13


Đồ án tốt nghiệp

mannan có nhiều tính chất trị liệu bao gồm kích thích hệ miễn dịch, làm lành vết
thương và kháng viêm.

Hình 1.3. Cấu trúc acetyl mannan của nha đam
Một số loại polysaccharide được phân lập từ nha đam được thể hiện ở bảng 1.3
dưới đây:

14


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 1.3. Một số loại polysaccharide được phân lập từ nha đam

Chú

thích

Gal: Acid galacturonic
Man: Mannan

Gal A: Acid galacturonic A
Ac:

Acet
15

Glc: Glucose