Chương 3 NG D NG Chitosan [PDF]

Zitiervorschau

Chương 3. ỨNG DỤNG CỦA chitosan trong bảo quản: P.Anh, Đào 3.1 ứng dụng dạng dung dịch 3.2 ứng dụng dạng màng bao - màng bao ăn được - dạng màng ghép VD: các loại quả..

Chương 3: Ứng dụng của Chitosan trong bảo quản rau, quả tươi Chitosan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: y tế: làm tá dược, vật liệu vi sinh, trong công nghiệp: xử lý nước thải, trong mỹ phẩm: kem chống tia tử ngoại UV, … Ở đây nhóm chúng em xin đề cập đến ứng dụng của chitosan trong thực phẩm cụ thể là trong bảo quản rau, quả, trái cây. I. Qúa trình xảy ra khi bảo quản rau, quả tươi: 1. Biến đổi vật lý:  Sự bay hơi nước: Rau quả phần chiếm nhiều nhất đó là nước từ 65-95% tùy từng loại quả. Sau thu hái rau quả bị mất hàm lượng nước trong suốt quá trình bảo quản do tham gia vào quá trình hô hấp hoặc bay hơi vào môi trường. Làm cho rau quả bị hao hụt khối lượng so với ban đầu, nhạy cảm với sự biến đổi nhiệt độ và kết quả là làm tăng cường độ hô hấp của quả. Khi mất đi 5-10% khối lượng chúng sẽ bị héo và hư hỏng nhanh chóng. 2. Qúa trình hóa học:  Đường: Lượng đường giảm do hô hấp, tuy nhiên 1 số loại thì hàm lượng đường tăng do trong quá trình bảo quản hàm lượng tinh bột tăng do tinh bột chuyển hóa thành  Tinh bột: Có thể tăng hoặc giảm tùy thuộc vào từng loại rau quả. Nếu tinh bột đã đạt tới hạn thì trong quá trình bảo quản hàm lượng tinh bột sẽ giảm (ví dụ: chuối xanh) còn nếu chưa cao thì trong bảo quản lại tăng do tinh bột được tổng hợp (ví dụ: đậu non)  Protopectin: Có thể bị phân giải thành pectin hòa tan làm yếu liên kết và quả bị mềm ra.  Các axit hữu cơ: Hàm lượng axit hữu cơ giảm dần làm độ chua của rau quả giảm  Các vitamin: Giảm đi rất nhanh do tác động của emzim nội bào và sự oxi hóa  Các chất màu: (clorofil, carotenoit,flavonoit) dưới tác dụng của oxi không khí sẽ bị chuyển hóa làm biến đổi màu sắc tự nhiên của quả, một số chất màu mới được tổng hợp. Lượng chlorophill bị mất đi thay vào đó là sự tăng lên của các cấu tử mang màu khác như carotenoid (tạo cho quả có màu vàng, da cam và màu đỏ). Các quá trình này đều có sự tham gia của enzim.  Các hợp chất phenon: polyphenon bị oxi hóa tạo thành flobafin có màu nâu làm mất màu sắc tươi của quả khi bảo quản. 3. Qúa trình hô hấp:  Khi quả được thu hái vẫn xảy ra quá trình sống của rau quả nhưng lúc này chủ yếu xảy ra quá trình dị hóa: sử dụng các chất hữu cơ có sẵn để duy trì sự sống của quả cụ thể hô hấp là chủ yếu.

 Khi lượng oxi trong không khí được cung cấp đầy đủ thì quá trình trên xảy ra rất mạnh mẽ và biến thiên theo từng thời kỳ bảo quản. Làm rau quả ngày càng bị biến đổi sâu sắc cho tới khi hỏng hẳn. Cũng trong quá trình này có những phản ứng làm tăng chất lượng của rau quả như sự chuyển thành đường của tinh bột… Quá trình này là hô hấp hiếu khí: có sự tham gia của oxi không khí, sản phẩm của quá trình là CO2, H2O và nhiệt. Tiêu biểu là phản ứng: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 673 Kcal  Khi oxi trong môi trường giảm xuống khoản thấp hơn 2 % thì quá trình lên men sẽ thay thế hô hấp hiếu khí tạo ra một lượng lớn các chất trung gian trong đó đáng kể nhất là quá trình biến đổi đường thành rượu và khí cacbonic. Chính những sản phẩm trung gian này đã làm quá trình hư hỏng của quả xảy ra nhanh hơn bằng việc làm biến đổi màu sắc, mùi vị và trạng thái quả một các sâu sắc. Tiêu biểu là phản ứng: C6H12O6 → 2C2H5OH +2CO2 +28 Kcal  Trong quá trình bảo quản rau, quả tươi cần phải hạn chế hô hấp để tránh tổn thất chất khô đồng thời phải tuyệt đối tránh hô hấp yếm khí. II. Chitosan được ứng dụng làm màng bao trong quá trình bảo quản rau, quả tươi: 1. Tác dụng của màng bao chitosan:  Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn như ức chế hoạt động của một số loại vi khuẩn như E.Coli. Diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài, tránh mất ẩm của quả khi bảo quản lạnh, hạn chế oxi cung cấp, giảm hô hấp hiếu khí và tránh yếm khí  Màng chitosan khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói. Chitosan không tan được trong nước, tan tốt trong môi trường acid loãng sẽ tạo thành một dung dịch keo nhớt trong suốt.  Dễ phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường  Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hóa của oquinon. Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn. 2. Ứng dụng màng chitosan trong bản quản rau, quả tươi: Chitosan được ứng dụng tạo màng trên quả tươi để bảo quản quả đào, quả lê, quả kiwi, dưa chuột, ớt chuông, dâu tây,

cà chua, quả vải, xoài, nho . 2.1 Trong nước:  Quả bưởi, khi dùng màng bao chitosan thì quả bưởi có thể bảo quản trong 3 tháng, và không có thay đổi nhiểu ảnh hưởng đến chất lượng bưởi, màu sắc của vỏ bưởi chỉ thay đổi chút ít so với lúc mới hái, nhưng vỏ bưởi vẫn có màu đều nhau, và có thể ăn được sau 3 tháng.Thực nghiệm này được một nhóm sinh viên của trường Đại Học Nông Lâm nghiên cứu và chứng minh.

Hình 3.1 Bảo quản bưởi bằng màng chitosan

 Với cam quýt, đặc biệt là trái quít đường Lai Vung (Đồng Tháp) các tác giả khuyến cáo quy trình bảo quản trái bằng cách bao màng Chitosan ở nồng độ 0,25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) có đục 5 lỗ với đường kính 1 mm được ghép mí bằng máy ép và bảo quản ở nhiệt độ lạnh 120C có thể bảo quản được tới 8 tuần.  Bảo quản cà chua:

Hình 3.2 Bảo quản cà chua bằng màng chitosan

 Bảo quản dâu tây:

Hình 3.3: Hình so sánh giữa việc không dùng (trái) và dùng (phải) màng bao chitosan trong bảo quản dâu tây  Bảo quản nho:

Hình 3.4 Bảo quản nho bằng màng chitosan 2.2 Trên thế giới:  Nhóm tác giả: Nurrachman, Purwoko, B. S., Susanto, S., Sutrisno thuộc Department of Agronomy, Bogor Agricultural University, Darmaga,

Bogor 16680, Indonesia nghiên cứu ứng dụng chitosan trong bảo quản táo và đã đưa ra kết luận: sử dụng chitosan với nồng độ 0.5, 1.0 và 1.5% và bảo quản ở nhiệt độ phòng đã làm giảm 1,5% sự hao hụt khối lượng so với mẫu không dùng chitosan  Nhóm nghiên cứu: Yoshii Fumiko, Kume Tamikazu, Nhật Bản đã nghiên cứu bảo quản xoài bằng chitosan và chỉ ra rằng: sau 15 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường xoài vẫn giữ được màu sắc tự nhiên, tươi và mất đi 10% khối lượng. 3. Dung dịch chitosan được nhúng vào rau, quả tươi để kéo dại thời hạn bảo quản:  Cam tươi đạt độ chín kỹ thuật đem nhúng trong dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô và bảo quản đựơc 25 ngày ở nhiệt độ thường, 36 ngày ở nhiệt độ lạnh 8-10 0C, vẫn đạt được độ tươi theo tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến.

Hình 3.1 Bảo quản cam bằng cách nhúng trong dung dịch chitosan  Bảo quản xoài: Với xoài khuyến cáo nên xử lý trái sau khi đã rửa sạch qua nước nóng 48-50℃ C trong 5-10 phút để ngăn ngừa bệnh thán thư và ruồi đục trái, sau đó nhúng vào dung dịch Chitosan và bảo quản ở nhiệt độ lạnh 10-12℃ C thì sẽ lưu giữ được quả trong 4 tuần, thậm chí tới 6 tuần để có thể vận chuyển đi xa an toàn.

Hình 3.2 Bảo quản xoài bằng cách nhúng vào dung dịch Chitosan  Quýt tươi đem nhúng trong dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô và bảo quản đựoc 15 ngày ở nhiệt độ thường, 32 ngày ở nhiệt độ lạnh 810 0C, vẫn đạt được độ tươi theo tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến. Chitosan có tác dụng làm giảm đáng kể số lượng vi sinh vật tổng số trên bề mặt thực phẩm. Với hàm lượng 1,5 % đã giảm số lượng vi sinh vật trên bề mặt cam là 93 %, trên bề mặt quýt là 96 %, v.v.  Hành tím được nhúng trong dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô và bảo quản đựơc 56 ngày ở nhiệt độ thường, vẫn đạt được tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến