MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam có điều kiện thời tiết thuận lợi cho việc trồng và phát triển thanh long. Thanh long là loại trái cây có giá trị dinh dưỡng cao và giá trị xuất khẩu, loại quả có kim ngạch xuất khẩu cao nhất so với các loại trái cây khác ở nước ta [1]. Việc xuất khẩu thanh long đang bị phụ thuộc vào thị trường Trung Quốc (chiếm 70 – 80%), việc xuất khẩu bị chi phối nhiều về vị trí địa lý do chúng ta chưa có biện pháp kéo dài thời gian bảo quản để vận chuyển đến các thị trường ở xa như Mỹ, Châu Âu…dẫn đến việc cạnh tranh về giá cả gặp nhiều khó khăn do chi phí vận chuyển đường hàng không quá cao [1].
Thanh long sau thu hoạch dễ bị hư hỏng khi bảo quản mà chủ yếu do các chủng nấm mốc sau gây ra: Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Penicillium, Botryosphaeria sp., và Colletotrichum gloeosporioides. Trong đó, bệnh thán thư do Colletotrichum gloeosporioides gây ra chiếm tỉ lệ lớn nhất [2], [3], [4]. Để hạn chế bệnh thán thư trên thanh long sau thu hoạch, ngoài việc hạn chế tổn thương trên quả thì ở Việt Nam sử dụng các phương pháp bảo quản như: bảo quản lạnh, xử lý hóa chất (carbenadazim, GA3, anolyte), chiếu xạ, xử lý hơi nước nóng… Trong đó chiếu xạ và xử lý hơi nước nóng là hai phương pháp được sử dụng cho xuất khẩu. Với thực trạng về vấn đề VSATTP cũng như vấn đề ô nhiễm môi trường thì xu hướng của ngành công nghiệp thực phẩm nói chung hay công nghệ sau thu hoạch nói riêng đang hướng tới sử dụng các phương pháp sinh học để dần thay thế cho các phương pháp hóa học.
Trong những năm gần đây, chitosan là một trong những hợp chất sinh học được nghiên cứu rất nhiều về khả năng ứng dụng trong bảo quản rau quả sau thu hoạch do nó có đặc tính kháng nấm, kháng khuẩn và an toàn cho người tiêu dùng. Chitosan ở dạng 2 nano cho thấy được khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides tốt hơn khi sử dụng chitosan dạng thông thường trong điều kiện in vitro [3], [5], [6]. Từ thực tế đó, việc phát triển một phương pháp có thể kéo dài thời gian bảo quản thanh long để có thể đưa quả thanh long Việt Nam đi xa hơn, tăng cao khả năng cạnh tranh, tăng kim ngạch xuất khẩu, góp phần phát triển kinh tế đất nước là cần thiết. Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng khả năng kháng nấm Colletotrichum gloeosporioides của nanochitosan trong bảo quản thanh long”.
Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng được công thức bảo quản thanh long bằng màng nanochitosan để có thể kéo dài thời gian bảo quản lên đến 35 ngày ở điều kiện nhiệt độ 15 ±20C. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. Nghiên cứu thực hiện trên quả thanh long vỏ đỏ ruột trắng được trồng ở Bình Thuận, tỉnh có diện tích trồng thanh long lớn nhất cả nước. Bệnh thán thư thanh long do nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides.
Nội dung nghiên cứu Tạo chế phẩm nano chitosan bằng phương pháp tạo gel ion với Sodium Tripolyphosphate (STPP). Xác định ngưỡng gây bệnh của nấm Colletotrichum gloeosporioides trên quả Thanh long Bình Thuận. Khảo sát khả năng ức chế của nanochitosan lên sự sinh trưởng và phát triển của Colletotrichum gloeosporioides trong điều kiện in vitro. Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm nanochitosan đến sự sinh trưởng và phát triển của Colletotrichum gloeosporioides ở điều kiện in vivo trên quả Thanh long Bình Thuận.
Đánh giá hiệu quả bảo quản thanh long bằng nanochitosan thông qua các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của thanh long Bình Thuận. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5. Ý nghĩa khoa học Cung cấp dữ liệu khoa học về khả năng của nanochitosan kháng bệnh thán thư do nấm Colletotrichum gloeosporioides hại thanh long trong điều kiện in vitro và in vivo. Ý nghĩa thực tiễn Đề xuất nồng độ nanochitosan có hiệu quả ức chế tốt nấm mốc Colletotrichum gloeosporioides.
Đề xuất qui trình bảo quản thanh long bằng nanochitosan nhằm kéo dài thời gian bảo quản phục vụ cho xuất khẩu. 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Giới thiệu về quả thanh long Cây thanh long (tên tiếng Anh là Pitahaya, hay còn gọi là Dragon fruit), thuộc họ Xương rồng, có nguồn gốc ở các vùng sa mạc thuộc Mehico và Colombia. Thanh long được người Pháp đem vào trồng ở Việt Nam trên 100 năm nay, nhưng mới được đưa lên thành hàng hóa từ thập niên 1980 [1].
Đặc điểm thực vật học của quả thanh long Là cây có nguồn gốc nhiệt đới, chịu hạn, nên được trồng ở những vùng nóng. Một số loài chịu được nhiệt độ từ 500C- 550C, nhưng nó không chịu được giá lạnh. Sự phát triển của cây tốt ở nơi có cường độ ánh sáng mạnh [7], [8]. Rễ cây: rễ thanh long không mọng nước nên nó không phải là nơi tích trữ nước giúp cây chịu hạn.
Cây thanh long có hai loại rễ: địa sinh và khí sinh [8]. Rễ địa sinh phát triển từ phần lõi ở gốc hom. Rễ địa sinh có nhiệm vụ bám vào đất và hút các chất dinh dưỡng nuôi cây [8]. Rễ khí sinh mọc dọc theo thân cây phần trên không, bám vào cây chống để giúp cây leo lên giá đỡ [8].
Thân, cành: Thanh long là một loại xương rồng có thân, cành trườn bò trên trụ đỡ. Thân chứa nhiều nước nên nó có thể chịu hạn một thời gian dài. Thân, cành thường có ba cánh dẹp, xanh. Tiết diện ngang cho thấy có hai phần: bên ngoài là nhu mô chứa diệp lục, bên trong là lõi cứng hình trụ.
Mỗi cánh chia ra làm nhiều thùy có chiều dài 3 - 4cm [8]. Hoa: Thanh long là cây ngày dài. Miền Nam Bộ ra hoa sớm nhất vào trung tuần tháng 3 – 10 hàng năm, rộ nhất từ tháng 5 dương lịch tới tháng 8 dương lịch. Trung bình có từ 4 - 6 đợt ra hoa rộ mỗi năm.
Hoa lưỡng tính, rất to, có chiều dài trung bình 25 - 35 cm, nhiều lá đài và cánh hoa dính nhau thành ống, nhiều tiểu nhị và một nhụy cái dài 18 - 24 cm, đường kính 5-8 mm, nhụy cái chia làm nhiều nhánh. Hoa thường nở 5 tập trung từ 20 - 23 giờ đêm và đồng loạt trong vườn. Từ khi nở đến khi tàn kéo dài độ 2 - 3 ngày. Thời gian từ khi xuất hiện nụ tới hoa tàn độ 20 ngày.
Các đợt nụ đầu tiên rụng từ 30% đến 40%, về sau tỉ lệ này giảm dần khi gặp điều kiện ngoại cảnh thuận lợi [8], [9]. Một số loại thanh long phổ biến Quả thanh long có ba loại: [10] Hylocereus undatus thuộc chi Hylocereus: ruột trắng vỏ hồng. Hylocereus polyrhizus thuộc chi Hylocereus: ruột đỏ vỏ hồng. Hylocereus megalanthus thuộc chi Selenicereus: ruột trắng vỏ vàng.
Giá trị dinh dƣỡng Bảng 1.1 Thành phần hóa học của thanh long (Hylocereus undatus) trong 100g [11] Thành phần Hàm lƣợng Thành phần Hàm lƣợng Nước 87,0 g Vitamin C 20,5 mg (Ascorbic Acid) Đường 11,0 g Calcium (Ca) 8,5 mg Chất xơ 3,0 g Sắt (Fe) 1,9 mg Protein 1,1 g Vitamin B3 0,16 mg (Niacin) Chất béo 0,4 g Vitamin B2 0,05 mg (Riboflavin) Phosphorus (P) 22,5 mg Vitamin B1 0,04 mg (Thiamine) 1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long Hiện nay, nước ta đã xuất khẩu thanh long ra nhiều nước dưới dạng quả tươi. Đối với thị trường Nhật do sự kiểm dịch thực vật khắt khe nên chỉ nhập thanh long dưới dạng đông lạnh. Ở Bình Thuận nói riêng và Nam Bộ nói chung mùa thanh long tự nhiên từ tháng 4 tới tháng 10, rộ nhất từ tháng 5 tới tháng 8.
Vài năm gần đây Thái Lan, Taiwan và cả Trung Quốc cũng đã bắt đầu nghiên cứu trồng cây này [1], [12]. 6 Trái thanh long Việt Nam đã có mặt ở 40 quốc gia và vùng lãnh thổ, trong đó có cả các thị trường được coi là khó tính như Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản…Tuy nhiên hiện nay, thanh long đạt chuẩn xuất khẩu sang các thị trường khó tính và mang lại giá trị cao như Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, Châu Âu vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu của thị trường không đủ hàng đạt chuẩn mà nhà nhập khẩu mong muốn [1]. Tính đến cuối năm 2014, tỉnh Bình Thuận có diện tích sản xuất thanh long lớn nhất so với cả nước (24.212 ha) với sản lượng thu hoạch hàng năm trên 500. Và có 14 thị trường, trong đó Trung Quốc là thị trường tiêu thụ chủ lực thanh long Bình Thuận (ước tính 80-85% sản lượng).
Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu, Trung Quốc đang có chính sách khuyến khích người dân phát triển trồng thanh long trên diện tích lớn tại hai tỉnh Quảng Đông và Quảng Tây, phía Nam Trung Quốc (diện tích hiện nay là 20. Trung Quốc là thị trường tiêu thụ hầu hết sản lượng thanh long của Việt Nam nói chung và Bình Thuận nói riêng. Do vậy trong thời gian tới, thanh long Việt Nam sẽ phải cạnh tranh với thanh long Trung Quốc ngoài giá cả còn liên quan đến chất lượng, rào cản kỹ thuật trong thương mại mà Trung Quốc sẽ áp dụng trong tương lai [13]. Thực trạng bảo quản Quả thanh long có thời gian bảo quản ngắn do có cường độ hô hấp cao, nếu bảo quản ở điều kiện thường, vỏ quả sẽ bị nhăn lại chỉ sau 7 – 8 ngày bảo quản.
Thành phần hóa học của quả thay đổi nhiều trong quá trình bảo quản [3]. Phương pháp bảo quản sử dụng kết hợp màng bao có chứa chitosan với nấm men đối kháng Candida sake TL01 giúp bảo quản thanh long được trong 37 ngày ở 50C, độ ẩm 85 – 90% với tỉ lệ hư hỏng sau bảo quản là 5% [14]. Aspergillus niger và Colletotrichum gloeosporioides là 2 trong số các nấm mốc chính gây hư hỏng quả thanh long [14]. Bảo quản ở nhiệt độ thƣờng Đây là cách bảo quản ở nhiệt độ và độ ẩm không khí tự nhiên.
Thanh long bảo quản trong điều kiện này với độ thoáng mát tốt, có thể giữ tươi được 5 – 8 ngày [15]. Bảo quản lạnh Bảo quản ở nhiệt độ 20 – 240C, thanh long sẽ tươi được 8 – 10 ngày. Bảo quản ở nhiệt độ 12 – 140C sẽ giữ tươi được 15 – 20 ngày [9]. Xử lý hóa chất Dùng chế phẩm acid gibberelic (GA3) với liều 0,2g/l pha trong nước, tưới đều quanh trái, có tác dụng làm các cuống thanh long xanh hơn và cứng hơn.
Xử lý trước khi thu hoạch từ 1 – 3 ngày, thanh long có thể bảo quản tươi được 10 – 20 ngày [9]. Phƣơng pháp điều khiển thành phần không khí Nguyên tắc của phương pháp này là làm tăng nồng độ khí CO2 và giảm nồng độ O2 trong không khí xung quanh trái để giảm cường độ hô hấp của trái.