CHƯƠNG 1.1 Tính cấp thiết của luận án Việt Nam có nhiều tiềm năng để phát triển sản xuất, xuất khẩu trái cây do có điều kiện thuận lợi về khí hậu, đất đai, trình độ sản xuất của nông dân ngày càng nâng cao và thị trường tiêu thụ sản phẩm ở cả trong nước và thế giới còn rộng mở. Hiện nay, sản lượng thu hoạch trái cây hàng năm rất lớn nhưng khả năng xuất khẩu lại nhỏ, đó là những hạn chế trong công nghệ bảo quản và chế biến rau quả của nước ta. Để các loại trái cây thực sự trở thành mặt hàng có giá trị kinh tế cao thì cần phải có công nghệ bảo quản thích hợp (Gupta et al. Xoài cát Hòa Lộc được xem là loại cây ăn trái quan trọng chiếm phần lớn thị phần trái cây trong nước và xuất khẩu, loại có giá trị dinh dưỡng cao.
Tuy nhiên, để quả xoài thực sự là mặt hàng có giá trị kinh tế thì cần phải có công nghệ bảo quản thích hợp vì quả tươi, ngoài thành phần dinh dưỡng như vitamin, đường, chất khoáng…, có hàm lượng nước cao và đặc điểm hô hấp mạnh nên rất dễ bị hư hỏng nếu điều kiện bảo quản không thuận lợi. Bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gloeosporioides và bệnh héo quả gây ra bởi nấm Fusarium equiseti cũng làm ảnh hưởng đến chất lượng của xoài sau thu hoạch và bảo quản. Đã có nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước tập trung vào các phương pháp khác nhau để bảo quản xoài. Các nghiên cứu đó ít nhiều đều hướng đến việc sử dụng các loại hóa chất để bảo quản.
Tuy nhiên, việc sử dụng hóa chất để bảo quản trái cây, nói chung, và quả xoài, nói riêng, là cách tiếp cận không thỏa mãn những yêu cầu nghiêm ngặt của thị trường xuất khẩu và xu hướng tiêu dùng an toàn của người tiêu thụ nội địa. Hơn nữa, theo kết quả khảo sát tại 3 tỉnh trọng điểm trồng xoài của vùng ĐBSCL là Vĩnh Long, Đồng Tháp và Tiền Giang của Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên Hiệp quốc (UNIDO), tổn thất sau thu hoạch của quả xoài lên đến 26,9%. Con số này không hề nhỏ khi cũng theo tính toán của Tổ chức này, tổng giá trị xoài của Việt Nam lên đến 490 triệu USD/năm. UNIDO cũng cho biết có 5 lý do khiến cho tổn thất sau thu hoạch của xoài ĐBSCL nói riêng, Việt Nam nói chung, ở mức cao là do kỹ thuật, thời gian thu hoạch và vận chuyển sau thu hoạch chưa đúng, không diệt khuẩn gây hại trái, không giữ trái sau thu hoạch ở điều kiện nhiệt độ phù hợp và không có giải pháp phòng chống mủ xoài.
Để góp phần giảm trở ngại trên, việc nghiên cứu bảo quản xoài cát Hòa Lộc bằng màng tạo ra từ hợp chất hữu cơ không độc là chitosan kết hợp nano bạc và nhiệt độ thấp với mục đích kéo dài thời gian bảo quản, đảm bảo chất lượng dinh dưỡng và vệ sinh an toàn thực phẩm cho quả tươi là điều cần thiết. Chitosan là một loại hợp chất sinh học cao phân tử được chiết xuất từ vỏ tôm và có đặc tính ưu việt hơn các loại hoá chất khác dùng trong bảo quản trái cây. Màng chitosan chống thoát hơi nước, kháng vi sinh vật, thân thiện với môi trường và con người. Ngành Công nghệ Thực phẩm 1 Khoa Nông nghiệp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận án tốt nghiệp tiến sĩ khóa 2014 đợt 2 Trường Đại học Cần Thơ Bạc đã được biết đến có tính năng kháng khuẩn mạnh, hạn chế và tiêu diệt sự phát triển của nấm mốc, bạc nguyên tử ở kích thước nano có hoạt tính sát khuẩn mạnh gấp từ 20- 50 lần so với bạc ion (Phú, 2010).
Điều này đã thu hút nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu ứng dụng nano bạc vào thực tiễn. Hiện nay ứng dụng chitosan kết hợp với các thành phẩn khác trong bảo quản trái cây được nghiên cứu rất nhiều, chủ yếu là hình thức tạo ra dung dịch bảo quản và nhúng trực tiếp quả vào. Chế phẩm này, khi dùng có ưu điểm giá thành rẽ, dễ thao tác nhưng có nhược điểm là dung dịch không bám đều, độ dày bao phủ của dung dịch không đủ, ảnh hưởng đến chất lượng quả khi bảo quản. Với nghiên cứu ứng dụng chitosan và nano bạc trong bảo quản xoài cát Hòa Lộc thay vì nhúng xoài vào dung dịch, thì tạo thành màng rồi bao quả.
Trên thực tế vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào sử dụng màng chitosan kết hợp nano bạc bảo quản xoài, chính vì lý do đó đề tài “Nghiên cứu chế tạo màng chitosan-nano bạc và bước đầu thử nghiệm trong bảo quản xoài cát Hòa Lộc” được thực hiện góp phần giúp công tác bảo quản sau thu hoạch được tốt hơn, giảm tổn thất chất lượng cũng như số lượng các loại rau quả, đặc biệt là xoài cát Hòa Lộc.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Mục tiêu chung Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo màng chitosan-nano bạc, khả năng kháng nấm của màng ở ba độ deacetyl khác nhau (70, 80 và 90 %). Từ màng chitosan-nano bạc thu được, tiến hành nghiên cứu ứng dụng bảo quản xoài cát Hòa Lộc kết hợp với nhiệt độ thấp. So sánh hiệu quả bảo quản xoài bằng màng chitosan-nano bạc ở ba độ deacetyl với một số phương pháp bảo quản khác.2 Mục tiêu cụ thể Dựa trên cơ sở của mục tiêu chung đề ra, nghiên cứu được tiến hành với các mục tiêu cụ thể như tìm được các giá trị tối ưu của nhiệt độ, thời gian và nồng độ bạc nitrat để điều chế dung dịch nano bạc. Điều chế được loại màng chitosan, màng chitosan-nano bạc từ nguyên liệu chitosan có độ deacetyl 70, 80 và 90%.
Thu được kết quả bước đầu về bảo quản xoài cát Hòa Lộc bằng màng chitosan-nano bạc so sánh với một số kiểu xử lý bảo quản khác.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đề tài tiến hành với đối tượng chính là quả xoài cát Hòa Lộc có xuất xứ từ tỉnh Tiền Giang. Nguyên liệu chính là chitosan độ deacetyl 70, 80 và 90% có nguồn gốc từ vỏ tôm của các nhà máy chế biến thủy sản ở Việt Nam, được Trung tâm Hóa học Trường Đại học Nha Trang sản xuất. Trong quá trình nghiên cứu, màng chitosan và chitosan- nano bạc được điều chế và đánh giá khả năng kháng nấm và tính ổn định theo thời gian. Các loại màng chitosan và chitosan-nano bạc phù hợp từ các khảo nghiệm ở trên được sử dụng để nghiên cứu khả năng làm màng bao bảo quản xoài cát Hòa Lộc.
Ngành Công nghệ Thực phẩm 2 Khoa Nông nghiệp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận án tốt nghiệp tiến sĩ khóa 2014 đợt 2 Trường Đại học Cần Thơ 1.4 Ý nghĩa của luận án 1.1 Ý nghĩa khoa học Kết quả của đề tài cung cấp các thông số kỹ thuật phù hợp tạo màng chitosan, màng chitosan-nano bạc với ba độ deacetyl 70, 80 và 90%, khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides và Fusarium equiseti của màng chitosan, màng chitosan-nano bạc. Nghiên cứu còn cho thấy hiệu quả của việc bảo quản xoài cát Hòa Lộc bằng màng chitosan-nano bạc qua các tác động như giảm hao hụt khối lượng, giảm cường độ hô hấp, giữ được chất lượng cảm quan, giảm sự biến đổi chất lượng dinh dưỡng (đường tổng số, acid toàn phần, hàm lượng vitamin C) của quả và kéo dài thời gian bảo quản đến 35 ngày. Đồng thời, kết quả của nghiên cứu còn cho thấy khả năng bảo quản quả xoài bằng màng chitosan có độ deacetyl thấp so với chitosan có độ deacetyl cao.2 Ý nghĩa thực tiễn Việc tạo ra màng chitosan, chitosan-nano bạc và ứng dụng vào bảo quản nông sản, nói chung, và xoài cát Hòa Lộc, nói riêng, nhằm nắm bắt xu hướng mới trong ngành chế biến và bảo quản trái cây hiện nay. Hơn nữa, nghiên cứu này còn giúp thúc đẩy xu hướng tận dụng phế liệu vỏ tôm trong các nhà máy chế biến thủy sản tạo ra các chất sinh học hữu cơ có hoạt tính kháng nấm tốt, không gây độc cho sản phẩm, không tạo dư lượng kháng sinh, dư lượng hóa học nhằm thay thế các hóa chất bảo quản thông thường, nâng cao tính an toàn cho người tiêu dùng.
Kết quả của đề tài có thể góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho người trồng trọt, kinh doanh, vận chuyển, xuất khẩu xoài cát Hòa Lộc. Từ đó tạo động lực thúc đẩy việc quy hoạch mở rộng diện tích trồng xoài, nâng cao số lượng cũng như chất lượng trong xuất khẩu, phát triển bền vững thương hiệu xoài cát Hòa Lộc Việt Nam trên thị trường trong và ngoài nước. Hơn nữa ngoài việc bảo quản xoài, màng chitosan-nano bạc cũng có thể ứng dụng bảo quản cho nhiều loại trái cây khác hay các loại thực phẩm khác trong xử lý sau thu hoạch hay chế biến nâng cao chất lượng sản phẩm.5 Điểm mới của luận án Đây là nghiên cứu có tính tổng thể bao gồm (i) việc tối ưu hóa quá trình tạo màng bao sinh học từ vật liệu chitosan kết hợp với nano bạc ở ba độ deacetyl khác nhau (70, 80 và 90%), với các tính chất cơ lý và sinh học phù hợp được ứng dụng để bảo quản tươi quả xoài cát Hòa Lộc. Tính mới thứ nhất, đề tài đã tạo được màng chitosan-nano bạc có tính chất cơ lý, tính thấm hơi nước qua màng phù hợp, khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides và Fusarium equiseti có hiệu quả cao trong bảo quản xoài cát Hòa Lộc, với các thông số tạo màng như pH hòa tan chitosan thích hợp là 3,6 cho độ deacetyl Ngành Công nghệ Thực phẩm 3 Khoa Nông nghiệp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận án tốt nghiệp tiến sĩ khóa 2014 đợt 2 Trường Đại học Cần Thơ 70%, 3,8 cho độ deacetyl 80%.
90%, nồng độ 1% phù hợp cho cả 3 loại deacetyl, tỉ lệ dung dịch nano bạc là 75 µL dung dịch AgNO3 0,005 M phối trộn với 100 mL dung dịch chitosan với độ deacetyl 70% 80% và 90%). Tính mới thứ hai, các nghiên về chitosan đã được công bố chủ yếu tạo chế phẩm dung dịch chitosan ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Kết quả nghiên cứu này tạo ra màng chitosan-nano bạc có các tính chất như một màng bao thực phẩm. Hơn nữa, màng tạo thành còn có khả năng kháng nấm tốt, sử dụng trong trong bảo quản xoài hay các loại trái cây có kích thước và khối lượng trung bình rất dễ và tiện lợi.
Tính mới thứ ba, Kết quả dùng màng chitosan- nano bạc bảo quản xoài cát Hòa Lộc được 35 ngày mà vẫn giữ được được chất lượng tốt so với các phương pháp bảo quản khác trong khảo sát, kéo dài thêm thời gian bảo quản từ 5-10 ngày so với các công trình nghiên cứu bảo quản xoài khác.