I. Tổng quan về nanochitosan và dịch chiết nụ vối
Nghiên cứu này tập trung vào việc tổng hợp nanochitosan kết hợp với dịch chiết nụ vối để ứng dụng trong bảo quản trái cây. Nanochitosan là một vật liệu sinh học có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm và chống oxy hóa, được tạo ra từ chitosan thông qua công nghệ nano. Dịch chiết nụ vối được chiết xuất từ cây vối, chứa các hợp chất polyphenol và flavonoid có hoạt tính sinh học mạnh. Sự kết hợp giữa hai thành phần này tạo ra một vật liệu có tiềm năng lớn trong việc kéo dài thời gian bảo quản trái cây tươi.
1.1. Nguồn gốc và tính chất của nanochitosan
Nanochitosan được tổng hợp từ chitosan, một polysaccharide có nguồn gốc từ vỏ động vật giáp xác. Vật liệu này có kích thước nano, giúp tăng diện tích bề mặt và hiệu quả kháng khuẩn. Chitosan có khả năng tạo màng, giúp bảo vệ trái cây khỏi sự xâm nhập của vi sinh vật và quá trình oxy hóa. Quá trình tổng hợp nanochitosan bao gồm việc sử dụng sodium tripolyphosphate (STPP) để tạo hạt nano với kích thước đồng đều.
1.2. Dịch chiết nụ vối và hoạt tính sinh học
Dịch chiết nụ vối được chiết xuất bằng phương pháp chiết xuất rắn-lỏng sử dụng ethanol làm dung môi. Dịch chiết này chứa hàm lượng cao các hợp chất polyphenol và flavonoid, có khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn mạnh. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng dịch chiết nụ vối có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm, đồng thời kéo dài thời gian bảo quản trái cây tươi.
II. Quy trình tổng hợp nanochitosan kết hợp dịch chiết nụ vối
Quy trình tổng hợp nanochitosan kết hợp dịch chiết nụ vối được thực hiện qua các bước chi tiết, bao gồm việc tối ưu hóa các thông số như nồng độ chitosan, tỷ lệ dịch chiết nụ vối và chitosan, thời gian siêu âm và công suất máy. Kết quả cho thấy vật liệu tổng hợp có kích thước hạt nano trung bình từ 395.8 đến 423.5 nm, với hiệu suất bao bọc hoạt chất đạt 51.98 - 55.43%.
2.1. Tối ưu hóa quy trình tổng hợp
Quá trình tổng hợp được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh nồng độ chitosan (0.3% g/mL), tỷ lệ dịch chiết nụ vối và chitosan (0.5 g/g), và tỷ lệ chitosan và STPP (2.5 g/g). Thời gian siêu âm được thiết lập ở 15 phút với công suất 400W. Các thông số này giúp đảm bảo kích thước hạt nano đồng đều và hiệu suất bao bọc cao.
2.2. Đặc tính vật lý và hóa học của vật liệu
Vật liệu tổng hợp được phân tích bằng các phương pháp như FTIR, XRD và FE-SEM. Kết quả cho thấy nanochitosan đã bao bọc thành công dịch chiết nụ vối, với cấu trúc hạt nano ổn định và khả năng tải hoạt chất đạt 18.56 - 19.8%. Các phân tích này khẳng định tính chất lý hóa của vật liệu phù hợp cho ứng dụng bảo quản thực phẩm.
III. Ứng dụng bảo quản trái cây
Vật liệu nanochitosan kết hợp dịch chiết nụ vối được đánh giá khả năng bảo quản trái cây trên hai loại quả là dâu tây và chuối. Kết quả cho thấy vật liệu giúp kéo dài thời gian bảo quản, giảm thiểu sự hư hỏng và duy trì độ tươi của trái cây. Đặc biệt, dâu tây được bảo quản bằng vật liệu này giữ được độ tươi đến ngày thứ 15, trong khi chuối giữ được độ tươi đến ngày thứ 7.
3.1. Đánh giá hiệu quả bảo quản trên dâu tây
Dâu tây được nhúng trong dung dịch nanochitosan kết hợp dịch chiết nụ vối và bảo quản ở nhiệt độ lạnh. Kết quả cho thấy trái cây giữ được độ tươi và không có dấu hiệu nấm mốc đến ngày thứ 15, trong khi trái đối chứng bị héo và mốc từ ngày thứ 11. Độ hụt khối giảm đáng kể, chỉ còn 31.7% so với 48% ở trái đối chứng.
3.2. Đánh giá hiệu quả bảo quản trên chuối
Chuối được bảo quản ở nhiệt độ phòng với vật liệu tổng hợp. Kết quả cho thấy chuối giữ được độ tươi và không bị nhũn đến ngày thứ 7, trong khi trái đối chứng bị mốc và nhũn từ ngày thứ 5. Độ hụt khối giảm từ 56% xuống còn 37.6%, chứng minh hiệu quả bảo quản của vật liệu.
IV. Kết luận và hướng phát triển
Nghiên cứu đã thành công trong việc tổng hợp nanochitosan kết hợp dịch chiết nụ vối và chứng minh hiệu quả trong bảo quản trái cây. Vật liệu này có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng thực tế, giúp kéo dài thời gian bảo quản và giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch. Hướng phát triển tiếp theo là mở rộng quy mô nghiên cứu và đưa sản phẩm ra thị trường như một chất bảo quản tự nhiên an toàn và hiệu quả.
