Luận án tiến sĩ xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen solanum lycopersicum cv og

Luận án tiến sĩ nghiên cứu độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản, chế biến cà chua bi đen Solanum lycopersicum cv og.

• Tác giả: Hồ Thị Ngân Hà
• Người hướng dẫn: Gs. Nguyễn Minh Thủy
• Trường học: Trường Đại học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG)
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Cần Thơ

Tóm tắt

I. Tổng quan về độ tuổi thu hoạch cà chua bi đen

Cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG) là một loại trái cây giàu dinh dưỡng và có giá trị kinh tế cao. Việc xác định độ tuổi thu hoạch cà chua là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy, độ tuổi thu hoạch ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học như anthocyanin và lycopene. Việc thu hoạch đúng thời điểm không chỉ giúp tăng cường giá trị dinh dưỡng mà còn kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm.

1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tuổi thu hoạch

Độ tuổi thu hoạch cà chua bi đen phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống cây, điều kiện thời tiết và kỹ thuật canh tác. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, giống cà chua bi đen Mỹ OG có thể thu hoạch sớm hơn 28 ngày sau khi đậu trái, cho hàm lượng anthocyanin cao hơn so với các giống khác.

1.2. Tác động của độ tuổi thu hoạch đến chất lượng cà chua

Việc thu hoạch cà chua ở độ tuổi thích hợp giúp tối ưu hóa hàm lượng chất dinh dưỡng. Cà chua thu hoạch sớm có thể có vị chua hơn, trong khi cà chua thu hoạch muộn thường có vị ngọt và hàm lượng chất chống oxy hóa cao hơn.

II. Thách thức trong bảo quản cà chua bi đen

Bảo quản cà chua bi đen là một thách thức lớn do tính nhạy cảm của chúng với các yếu tố môi trường. Việc bảo quản không đúng cách có thể dẫn đến mất mát chất lượng và giá trị dinh dưỡng. Các phương pháp bảo quản truyền thống thường không hiệu quả trong việc duy trì chất lượng của cà chua bi đen, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu Việt Nam.

2.1. Các vấn đề thường gặp trong bảo quản cà chua

Cà chua bi đen dễ bị hư hỏng do nấm mốc, vi khuẩn và các yếu tố môi trường như nhiệt độ và độ ẩm. Việc không kiểm soát tốt các yếu tố này có thể dẫn đến tình trạng thối rữa và giảm chất lượng sản phẩm.

2.2. Giải pháp bảo quản hiệu quả cho cà chua

Sử dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản cà chua bi đen đã được chứng minh là một giải pháp hiệu quả. Kỹ thuật này giúp giảm thiểu sự phát triển của vi sinh vật và kéo dài thời gian bảo quản mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm.

III. Phương pháp ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản

Kỹ thuật chân không là một trong những phương pháp tiên tiến giúp bảo quản cà chua bi đen hiệu quả. Việc áp dụng kỹ thuật này không chỉ giúp kéo dài thời gian bảo quản mà còn duy trì hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học. Nghiên cứu cho thấy, việc xử lý cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 dưới điều kiện chân không giúp tăng cường độ cứng và hàm lượng calci cho trái.

3.1. Quy trình xử lý cà chua bi đen bằng chân không

Quy trình xử lý bao gồm việc ngâm cà chua trong dung dịch CaCl2 và sau đó áp dụng chân không. Kết quả cho thấy, độ chân không 626,90 mmHg trong 15,96 phút giúp cải thiện chất lượng cà chua đáng kể.

3.2. Lợi ích của kỹ thuật chân không trong bảo quản

Kỹ thuật chân không giúp giảm thiểu sự oxy hóa và mất nước, từ đó duy trì chất lượng và giá trị dinh dưỡng của cà chua bi đen. Sản phẩm được bảo quản tốt trong 30 ngày mà không bị hư hỏng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu trong chế biến cà chua

Nghiên cứu về kỹ thuật chân không không chỉ dừng lại ở việc bảo quản mà còn mở ra hướng đi mới trong chế biến cà chua bi đen thành các sản phẩm như sốt cà chua. Việc áp dụng kỹ thuật này trong chế biến giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

4.1. Quy trình chế biến sốt cà chua bi đen

Quy trình chế biến sốt cà chua bi đen bao gồm các bước như chần, cô đặc và thanh trùng. Kỹ thuật chân không được áp dụng trong quá trình chần giúp cải thiện khả năng truyền nhiệt và giữ lại các hợp chất có hoạt tính sinh học.

4.2. Kết quả nghiên cứu về chất lượng sản phẩm

Sản phẩm sốt cà chua bi đen chế biến bằng kỹ thuật chân không có hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học cao hơn và giá trị cảm quan tốt hơn so với sản phẩm chế biến bằng phương pháp truyền thống.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản cà chua bi đen đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành nông nghiệp và chế biến thực phẩm. Việc áp dụng các phương pháp hiện đại không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tăng cường giá trị kinh tế cho nông dân.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong ngành nông nghiệp

Nghiên cứu này góp phần nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc chọn độ tuổi thu hoạch và ứng dụng công nghệ trong bảo quản thực phẩm, từ đó cải thiện chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

5.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu và phát triển

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp bảo quản và chế biến mới nhằm tối ưu hóa chất lượng sản phẩm cà chua bi đen, đồng thời mở rộng ứng dụng của kỹ thuật chân không trong các sản phẩm nông sản khác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cần thiết của đề tài Cà chua bi đen (Solanum lycopersicum L.) là loại cà chua có vỏ màu tím đen (Mes et al., 2008) mới xuất hiện ở Việt Nam trong những năm gần đây và đang rất đƣợc ngƣời tiêu dùng quan tâm. Ở nƣớc ta, cà chua bi đen đƣợc trồng nhiều ở Đà Lạt cho năng suất cao và chất lƣợng tốt. Hiện nay, cây cà chua bi đen còn đƣợc mở rộng trồng với kỹ thuật công nghệ cao ở các địa phƣơng khác nhƣ Châu Đốc và Vĩnh Long. Lycopene là loại carotenoid dồi dào nhất và có khả năng chống oxy hóa cao nhất trong cà chua (Alda et al.

Lycopene giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính, đặc biệt là ung thƣ tuyến tiền liệt (Ford & Erdman, 2012), ngăn ngừa bệnh tim mạch (Mordente et al., 2011), giúp giảm nguy cơ tử vong do bệnh Alzheimer (Min & Min, 2014), có lợi trong điều trị bệnh Parkinson và các bất thƣờng về thần kinh khác (Kaur et al. Bên cạnh carotenoid, các chất chống oxy hóa khác có trong cà chua nhƣ phenolic và ascorbic acid cũng có khả năng ức chế các loại oxy hoạt động gây ra nhiều bệnh nguy hiểm (Ilahy et al. Đáng chú ý là hàm lƣợng các hợp chất phenolic và sắc tố carotenoid, đặc biệt là lycopene trong cà chua bi đen đƣợc tìm thấy còn cao hơn so với một số giống cà chua đỏ (Zhang et al. Ngoài các hợp chất thông thƣờng đã đƣợc biết thì cà chua bi đen còn chứa thành phần độc đáo là anthocyanin tập trung chủ yếu ở vỏ và phần mô bên ngoài mà các loại cà chua khác không có (Li et al.

Anthocyanin đã đƣợc chứng minh là có liên quan đến rất nhiều lợi ích về sức khỏe, giúp tăng cƣờng thị lực, giảm sự tăng sinh tế bào ung thƣ và ức chế sự hình thành khối u, bảo vệ khỏi bệnh tim mạch, hỗ trợ phòng ngừa béo phì và tiểu đƣờng, giúp tăng cƣờng trí nhớ và ngăn ngừa sự suy giảm liên quan đến tuổi tác trong chức năng thần kinh cũng nhƣ giảm tình trạng viêm (Lila, 2004). Các tác dụng sinh học của anthocyanin cũng do hoạt động chống oxy hóa (Pietta, 2000). Mặc dù chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học nhƣng cho đến nay các nghiên cứu về cà chua bi đen còn rất hạn chế, đặc biệt là ở Việt Nam. Hơn nữa, các nghiên cứu trên thế giới còn cho thấy một số giống có màu tím đen là kết quả của hiện tƣợng đột biến làm ảnh hƣởng đến sự phá hủy chlorophyll mà không liên quan đến việc sản sinh anthocyanin (Gonzali et al., 2009) nên ngƣời tiêu dùng vẫn còn nghi ngờ về thành phần này trong trái.

Do đó, hầu hết cà chua bi đen đƣợc trồng ở các vƣờn của Việt Nam hiện nay chủ yếu để tham quan và bán lẻ. Điều này gây lãng phí nguồn nguyên liệu có lợi cho sức khỏe và còn ảnh hƣởng đến lợi ích kinh tế của ngƣời nông dân. Điều này đặt ra vấn đề cấp thiết là cần xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học trong trái cà chua bi đen trồng ở Việt Nam để tạo niềm tin cho ngƣời tiêu dùng. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Bên cạnh đó, cũng giống nhƣ các loại cà chua khác, cà chua bi đen cũng rất dễ hỏng nên thƣờng gặp một số vấn đề trong vận chuyển, tồn trữ và phân phối.

Ở các nƣớc nhiệt đới, cà chua tƣơi bị tổn thất 20-50% trong giai đoạn thu hoạch và sau thu hoạch (Pila et al. Vì vậy, cần có biện pháp xử lý, bao bì, nhiệt độ bảo quản thích hợp để hạn chế sự giảm chất lƣợng và tổn thất khối lƣợng của trái sau thu hoạch (Pila et al., 2010), từ đó tạo thuận lợi cho ngƣời tiêu dùng cũng nhƣ nhà chế biến trong quá trình tiêu thụ. Ngoài ra, định hƣớng chế biến trái thành những sản phẩm tiện dụng và phổ biến cũng giúp đƣa nguồn nguyên liệu có giá trị sinh học cao này đến gần hơn với ngƣời tiêu dùng. Sốt cà chua là một sản phẩm đƣợc sản xuất rộng rãi ở quy mô công nghiệp do có thể đƣợc dùng để chế biến hoặc ăn kèm với nhiều loại thực phẩm nhƣ mì ống, khoai tây chiên, pizza (Di Lecce et al.

Sản phẩm sấy dẻo cũng rất đƣợc ƣa thích do sự tiện dụng, khả năng bảo quản lâu, khối lƣợng và thể tích giảm nhƣng giá trị dinh dƣỡng tăng (Corrêa et al. Kỹ thuật chân không đƣợc xem là biện pháp tiền xử lý áp dụng trong chế biến rau quả với mục đích cải thiện chất lƣợng sản phẩm (Radziejewska-Kubzdela et al. Việc ngâm toàn bộ trái trong dung dịch bảo quản có ứng dụng kỹ thuật chân không đã đƣợc sử dụng để kéo dài khả năng tồn trữ của nhiều loại nguyên liệu nhƣ bơ (Wills et al., 1988), dâu tây (Ponappa et al., 1993), chanh (Valero et al., 1998), cà chua (Senevirathna & Daundasekera, 2010) và nho (Mao et al. Hợp chất đƣợc dùng trong dung dịch ngâm thƣờng là muối calci clorua và sự truyền chân không đƣợc thay thế cho quá trình xâm nhập áp lực (Saurel, 2002).

Ngoài ra, xử lý nhiệt cổ truyền sẽ làm biến tính không thuận nghịch mô tế bào rau quả, làm cho chúng bị mềm và thất thoát chất dinh dƣỡng. Do đó, kỹ thuật chân không đƣợc ứng dụng trƣớc khi xử lý nhiệt nhƣ chần có thể làm gia tăng độ dẫn nhiệt bởi quá trình thay thế các khí bên trong phần rỗng bằng chất lỏng, từ đó rút ngắn thời gian chần và hạn chế những biến đổi do nhiệt (Saurel, 2002). Phƣơng pháp này đã đƣợc sử dụng để xử lý nấm (Gormley & Walshe, 1986) và củ cải (Moreira et al. Một lĩnh vực khác là trong quá trình tách nƣớc thẩm thấu, việc ứng dụng kỹ thuật chân không trong suốt quá trình hoặc chỉ trong thời gian đầu hoặc theo chu kỳ trong các dung dịch ƣu trƣơng đều hiệu quả hơn do sự thoát ra của các khí và sự xâm nhập vào của dung dịch thẩm thấu (Giraldo et al., 2003; Moreno et al., 2004; Chiralt & Talens, 2005; Corrêa et al.

Kỹ thuật chân không còn đƣợc ứng dụng trong quá trình cô đặc. Ở điều kiện chân không, nhiệt độ sôi của dung dịch giảm, góp phần đảm bảo chất lƣợng thực phẩm về cảm quan cũng nhƣ dinh dƣỡng (Assawarachan & Noomhorm, 2011). Sấy chân không cũng đƣợc ứng dụng rộng rãi trong chế biến các sản phẩm rau quả. Khi sấy trong điều kiện chân không, nhiệt độ sấy thấp hơn và môi trƣờng ít oxy hơn dẫn đến chất lƣợng của sản phẩm giữ đƣợc tốt hơn (Thorat et al.

Mặc dù trên thế giới kỹ thuật chân không đã đƣợc sử dụng rộng rãi từ rất lâu, tuy nhiên, cho đến nay việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này ở nƣớc ta vẫn còn rất hạn chế, chủ yếu là kết hợp trong các công đoạn chế biến chính nhƣ cô đặc, sấy mà chƣa quan tâm nhiều đến việc vận dụng trong các quá trình xử lý nguyên liệu. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Từ các lý do đã nêu, nghiên cứu thực hiện kiểm soát từ nguyên liệu vào (giống, kỹ thuật không ghép/ghép và độ tuổi thu hoạch) với mục đích thu đƣợc trái cà chua bi đen với hàm lƣợng cao các hợp chất có hoạt tính sinh học và quản lý chất lƣợng trong suốt tiến trình bảo quản và chế biến bằng cách ứng dụng kỹ thuật chân không nhằm kéo dài thời gian tồn trữ trái và tạo ra hai sản phẩm (sốt và sấy dẻo) có hoạt tính sinh học và giá trị cảm quan cao. Ngoài ra, quá trình tối ƣu hóa và phân tích động học cũng đƣợc thực hiện nhằm xác định đƣợc những thông số tối ƣu cũng nhƣ dự đoán đƣợc những biến đổi trong các tiến trình.2 Mục tiêu nghiên cứu Chọn lựa đƣợc giống cà chua bi đen và xác định đƣợc độ tuổi thu hoạch của trái (không ghép/ghép). Đồng thời tìm đƣợc các thông số tối ƣu cho tiến trình xử lý sau thu hoạch có ứng dụng kỹ thuật chân không nhằm kéo dài thời gian tồn trữ trái với chất lƣợng đƣợc duy trì tốt nhất.

Bên cạnh đó, các thông số tối ƣu cho tiến trình chế biến hai sản phẩm sốt cà chua bi đen và cà chua bi đen sấy dẻo có giá trị sinh học và cảm quan cao bằng cách ứng dụng kỹ thuật chân không cũng đƣợc xác định.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Kỹ thuật sau thu hoạch cà chua bi đen Nội dung 1.1: So sánh chỉ tiêu hóa lý và hàm lƣợng hợp chất có hoạt tính sinh học của một số giống cà chua bi đen trồng ở Việt Nam.2: Khảo sát ảnh hƣởng của kỹ thuật không ghép/ghép và độ tuổi thu hoạch đến chất lƣợng cà chua bi đen.3: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ xử lý trong dung dịch CaCl2 ở điều kiện chân không đến cấu trúc cà chua bi đen.4: Khảo sát ảnh hƣởng của loại bao bì và nhiệt độ đến khả năng bảo quản cà chua bi đen. Nội dung 2: Ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến sản phẩm sốt cà chua bi đen Nội dung 2.1: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ xử lý chân không cà chua bi đen trƣớc khi chần đến hiệu quả của quá trình chần.2: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ chần đến chất lƣợng cà chua bi đen cho chế biến sốt cà chua.3: Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ chất tạo đặc (gum xanthan và pectin) bổ sung đến trạng thái sản phẩm sốt cà chua bi đen.4: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ cô đặc trong điều kiện chân không đến chất lƣợng sản phẩm sốt cà chua bi đen. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Nội dung 2.5: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ thanh trùng đến chất lƣợng sản phẩm sốt cà chua bi đen trong bao bì chai thủy tinh.6: Theo dõi thời gian bảo quản sản phẩm sốt cà chua bi đen. Nội dung 3: Ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo.1: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ chần cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 ở nhiệt độ thấp đến cấu trúc trái.2: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ tách nƣớc thẩm thấu chân không cà chua bi đen trong dung dịch đƣờng đến hiệu quả truyền khối.3: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ sấy chân không cà chua bi đen đến chất lƣợng sản phẩm.4: Khảo sát ảnh hƣởng của loại bao bì đến khả năng bảo quản sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo.