NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI

MỞ ĐẦU

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Tình hình nghiên cứu trong nước

Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Tính cấp thiết

Chuối là một trong những loại trái cây nhiệt đới có sản lượng lớn và giá trị kinh tế quan trọng tại nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Ngoài vai trò là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng, chuối còn là mặt hàng có tiềm năng xuất khẩu nhờ chi phí sản

4

xuất hợp lý và khả năng chế biến đa dạng. Tuy nhiên, chuối là loại quả có cường độ hô hấp cao và quá trình chín diễn ra nhanh sau thu hoạch, dẫn đến dễ bị suy giảm chất lượng trong quá trình bảo quản và vận chuyển. Các hiện tượng như mất nước, hóa nâu vỏ quảvà sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng, đặc biệt là nấm, được xem là những nguyên nhân chính làm rút ngắn thời gian bảo quản và làm gia tăng tổn thất sau thu hoạch.

Hiện nay, một số phương pháp bảo quản chuối sau thu hoạch đã được áp dụng như bảo quản lạnh, điều chỉnh khí quyển, xử lý nhiệt hoặc sử dụng các hóa chất bảo quản. Tuy nhiên, các phương pháp này vẫn tồn tại những hạn chế nhất định, bao gồm chi phí vận hành cao, nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm, cũng như những lo ngại liên quan đến an toàn thực phẩm và tác động môi trường. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp bảo quản mới, hiệu quả và thân thiện với môi trường đang trở thành một hướng nghiên cứu được quan tâm trong lĩnh vực công nghệ sau thu hoạch. Trong những năm gần đây, công nghệ plasma lạnh được xem là một phương pháp tiềm năng trong xử lý và bảo quản nông sản nhờ khả năng tạo ra các tác nhân hoạt tính như

gốc tự do, ion và các dạng oxy – nitơ hoạt hóa, có khả năng ức chế vi sinh vật mà không cần sử dụngnhiệt độ cao hoặc hóa chất độc hại. Bên cạnh đó, các vật liệu màng bao sinh học, điển hình như chitosan và gel lô hội (Aloe vera), đã được chứng minh có khả năng tạo lớp phủ bảo vệ trên bề mặt trái cây, giúp giảm tốc độ mất nước, hạn chế trao đổi khívà làm chậm quá trình chín. Tuy nhiên, khi áp dụng riêng lẻ, hiệu quả bảo quản của từng phương pháp vẫn còn phụ thuộc vào đặc tínhcủa đối tượng bảo quản và điều kiện xửlý.

Mặc dùđã cónhiều nghiên cứu về ứng dụng plasma lạnh hoặc màng bao sinh học trong bảo quản nông sản, các nghiên cứu về sự kết hợp giữa công nghệ plasma lạnh và màng bao sinh học trong bảo quản chuối sau thu hoạch vẫn còn hạn chế. Việc kết hợp hai phương pháp này được kỳ vọng có thể tạo ra hiệu quả hiệp đồng, góp phần nâng cao khả năng kiểm soát vi sinh vật, duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản của chuối. Vì vậy, nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh kết hợp với màng bao sinh học trong bảo quản chuối là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong việc phát triển các giải pháp bảo quản nông sản an toàn và bền vững.

Mục đích nghiên cứu

5

Mục đích của đề tài là đánh giá hiệu quả của công nghệ plasma lạnh kết hợp với màng bao sinh học trong bảo quản chuối sau thu hoạch, thông qua việc theo dõi sự biến đổi các chỉ tiêu chất lượng trong quá trình bảo quản, từ đó đề xuất giải pháp bảo quản phùhợp.

Cách tiếp cận

Nghiên cứu được thực hiện theo cách tiếp cận tổng hợp, kết hợp giữa nghiên cứu lýthuyết và thực nghiệm. Ban đầu, tổng hợp, phân tích các tài liệu liên quan về công nghệplasma lạnh, vật liệu tạo màng (chitosan, gel nha đam, tinh dầu thiên nhiên) và ảnh hưởng của chúng đến chất lượng sau thu hoạch. Trên cơ sởđó, đềxuất quy trình thí

nghiệm như sau: (1) chuẩn bị dung dịch màng chitosan – lô hội,(2) hoạt hóa nước dùngđể ngâm chuối bằng thiết bị plasma lạnh, (3) tiến hành xử lý mẫu chuối theo các tổ hợp thí nghiệm rồi bảo quản dưới điều kiện tiêu chuẩn, (4) định kỳ phân tích các chỉ tiêu chất lượng chuối qua thời gian bảo quản để đánh giá hiệu quả của từng phương án. Phân tích thống kê (ANOVA) sẽ được sử dụngđể sosánh kết quả và rút ra điều kiện xử lý tối ưu.

Phương pháp nghiên cứu

Đánh giá ảnh hưởng của xửlý plasma lạnh kết hợp với lớp phủmàng bao sinh học

chitosan–gel lô hội đến chất lượng bảo quản của chuối sau thu hoạch.

Xác định điều kiện xử lý tối ưu cho quá trình bảo quản chuối, bao gồm các thông sốplasma (Thời gian ngâm trong nước hoạt hóa plasma) và thành phần của lớp màng phủ

(tỷ lệ chitosan–lô hội).

Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm thống kê để phân tích phương sai (ANOVA), xácđịnh sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nhóm thí nghiệm, từ đó rút ra kết luận.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Chuối tiêu thu hoạch tại các vườn Lâm Đồng. Sau khi thu hái, chuối được vận chuyển và mua từ chợ đầu mối Hóc Môn (TP. Hồ Chí Minh) để đảm bảo tính thực tiễn.

Công nghệ plasma, vật liệu tạo màng gồm chitosan thuần (nguồn gốc vỏ tôm), gel lô hội (được xử lý và thanh trùng trong phòng thí nghiệm của trường) được sử dụng trong bảo quản chuối sau thu hoạch

Nghiên cứu được thực hiện trong phòng thí nghiệm trường Đại học Công Thương Thành phố Hồ Chí Minh.

6

Đánh giá hiệu quả bảo quản thông qua một số chỉ tiêu chất lượng cơ bản của chuối trong thời gian bảo quản xác định.

So sánh, đánh giá hiệu quả giữa các nghiệm thức xử lý khác nhau Nội dung nghiên cứu:

Nội dung 1: Đánh giá hiệu quả kháng nấm của nước plasma lạnh in vitro

Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả của nước plasma lạnh đến chất lượng chuối nhiễm nấm mốc in vivo

Nội dung 3: Đánh giá ảnh hưởng thời gian nhúng chuối vào nước plasma lạnh đến chất lượng của chuối bảo quản

Nội dung 4: Đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ lô hội trong màng bao đến chất lượng của chuối bảo quản

Nội dung 5: Đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ chitosan trong màng bao đến chất lượng của chuối bảo quản

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tổng quan về chuối 1.1.1. Sơ lược về chuối

Chuối (Musa sapientum L.), thuộc họ Musacea là một loại trái cây rất phổ biến trênthịtrường. Cây chuối là loại cây thân thảo khổng lồ, sống lâu năm, chỉ trồng ở vùng cận nhiệt đới. Chuối có thể ăn trực tiếp hoặc chế biến thành nhiều dạng khác nhau bằng các

cách chiên, nướng, sấy, nghiền…

Qủa chuối là nguồn cung cấp dồi dào các chất dinh dưỡng thực vật quan trọng, bao gồm các vitamin và các hợp chất phenolic, cùngvới đólà các khoáng chất: phospho, kali,

natri, canxi…Việc sửdụng chuối trực tiếp hoặc kết hợp vào các công thức chếbiến trong các sản phẩm khác nhau mang lại lợi ích sức khỏe vô cùng to lớn.

Phân loại khoa học

Giới Plantae

Ngành Magnoliophyta

Lớp Liliopsida

Bộ Scitaminneae

Họ Musaceae

Chi Musa

Các loài Musa sapientum, Musa balbisiana Colla,…

Ở Việt Nam, chuối được trồng phổ biến với đa dạng chủng loại:

Nhóm Chuối tiêu (chuối tiêu lùn, tiêu nhỏ và tiêu cao): Đây là nhóm chuối có giá trịkinh tế cao, năng suất dao động từ mức trung bình đến rất cao tùy điều kiện canh tác. Qủa có hương vị thơm ngon, chất lượng tốt, được thị trường ưa chuộng. Nhóm chuối này thích hợp với những vùng có khí hậu mát hoặc có mùa đông lạnh, đặc biệt là các

tỉnh phía bắc.

Nhóm Chuối tây (chuối tây hồng, chuối tây phấn, chuối tây sứ): Được trồng rộng rãiởnhiều địa phương trên cả nước. Đặc điểm nổi bật là thân cao, sinh trưởng khỏe, ít kénđất, khả năng chịu hạn và chịu nóng tốt. Qủa chuối tây thường to, mập, chiều dài ngắn hơn chuối tiêu, có vị ngọt đậm nhưng hương thơm kém hơn so với chuối tiêu. Nhóm này thích hợp cho cả tiêu thụ nội địa và chế biến.

8

Chuối bom: Được trồng phổ biến ở khu vực Đông Nam Bộ. Buồng chuối có trọng lượng

tương đốithấp, trung bình từ6–8 kg/buồng. Tuy nhiên, chuối bom có thời gian sinh trưởng ngắn, hệ số nhân giống và hệ số sản xuất cao (có thể đạt khoảng 5 buồng trong

20 tháng trên một gốc). Nhờ khả năng trồng với mật độ cao (1.200–1.500 cây/ha), năng

suất có thể đạt từ 25–40 tấn/ha. Quả nhỏ, độ ngọt thấp hơn chuối tiêu, thường được sửdụng để ăn tươi hoặc chế biến như chuối sấy.

Chuối ngự: Bao gồm các giống như chuối ngự tiến và chuối ngự mắn. Cây có chiều cao

trung bình từ 2,5–3 m. Quả nhỏ, màu sắc sáng đẹp, thịt quả chắc, hương thơm đặc trưng và chất lượng cao, thường được xem là loại chuối đặc sản. Tuy nhiên, năng suất của nhóm này thấp nên diện tích trồng không lớn, chủ yếu phục vụ tiêu dùng cao cấp.

Chuối ngốp: Gồm chuối ngốp cao và chuối ngốp thấp. Cây cao từ 3–5 m, sinh trưởng khỏe, chịu bóng tốt, ít sâu bệnh và có khảnăng chịuhạnkhá. Chuối ngốp thích hợp trồng ở các vùng trung du và miền núi. Quả tương đối lớn, vỏ dày, khi chín có màu nâuđen; thịt quả nhão và có vị hơi chua, chủ yếu dùng cho chế biến.

Ngoài ra, ở Việt Nam còn một số giống chuối khác tuy nhiên do giá trị kinh tế thấp vànhu cầu thị trường hạn chế nên các giống này chỉ được trồng với diện tích nhỏ, mang tính địa phương hoặc phục vụ mục đích đặc thù.

1.1.2. Thực trạng xuất khẩu chuối tại Việt Nam và tiêu chuẩn chuối xuất khẩu

Việt Nam hiện có diện tích trồng chuối khoảng 161.000 –165.000ha, với sản lượng

hàng năm vào khoảng 2,6 –3 triệu tấn, tập trung ởnhiều vùng nhưĐồng bằng sông Hồng, miền Trung, Tây Nguyên và Đồng bằng sông Cửu Long. Năm 2024, giá trị xuất

khẩu chuối đạt khoảng 372 – 380 triệu USD, đưa Việt Nam vào nhóm9 nước xuất khẩu chuối hàng đầu thế giới. Thị trường xuất khẩu chuối chủ lực là Trung Quốc, bên cạnh đó, chuối Việt Nam cũng được xuất sang các thị trường Hàn Quốc, Nhật Bản, Liên minh châu Âu, Australia, Canada và Hoa Kỳ. Cũng trong năm 2024, Việt Nam đã vượt Philipine để trở thành nhà cung cấp chuối hàng đầu cho Trung Quốc.

Mặc dù xuất khẩu chuối của Việt Nam có nhiều triển vọng, song quá trình phát triển vẫn còn gặp không ít khó khăn và thách thức. Trước hết, giá trị xuất khẩu chuối hiện nay vẫn chưa tương xứng với tiềm năng và diện tích, sản lượng cũng như nhu cầu của thịtrường thế giới. Cơ cấu thị trường xuất khẩu còn phụ thuộc lớn vào Trung Quốc, trong khi thị phần tại các thị trường khó tính như Nhật Bản, Hàn Quốc, EU hay Hoa Kỳ còn

9

hạn chế. Ngoài ra, việc đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn thực phẩm và kiểm dịch thực vật của các thị trường nhập khẩu ngày càng khắt khe cũng là một thách thức lớn. Nhiều vùng trồng chuối chưa thực hiện tốt các quy trình sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế, công tác truy xuất nguồn gốc còn hạn chế, dẫn đến khó mở rộng xuất khẩu sang các thị trường cao cấp. Cùng với đó, dịch bệnh trên cây chuối, biến đổi khí hậu và chi phísản xuất gia tăng cũng đang gât áp lực không nhỏ đối với sự phát triển bền vững của ngành chuối xuất khẩu Việt Nam.

Theo TCVN 568 – 2003: Chuối tiêu tươi xuất khẩu (Ban hành kèm theo Quyết định số76/2003/QĐ-BNN ngày 23 tháng 7 năm 2003), Chuối tiêu tươi được phân thành 3 hạng và phải đạt những yêu cầu kỹ thuật quy định trong bảng.

Bảng 1.1. Tiêu chuẩn chất lượng Chuối tiêu tươi xuất khẩu theo TCVN 568 –

2003

10

11

1.1.3. Các phương pháp bảo quản chuối hiện nay

•Bảo quản lạnh

Sau khi thu hoạch và xử lý sơ bộ, chuối xanhđược đưa vàobảo quản trong kho lạnh ởnhiệt độ thích hợp nhằm làm chậm quá trình hô hấp và chín của quả. Nhiệt độ bảo quản tối ưu đối với chuối xanh dao động trong khoảng 12 – 14 °C, kết hợp với độ ẩm tương

đối cao từ 90 – 95%, nồng độ CO2 duy trì dưới 1%.

Việc thông gió trong kho lạnh đóng vai trò quan trọng nhằm hạn chế sự tích tụ khí CO2 và loại bỏ khí ethylene sinh ra trong quá trình hô hấp của quả, qua đó làm chậm quátrình chín và kéo dài thời gian bảo quản. Nhiệt độ bảo quản chuối không thấp hơn 11°C, vì ở mức nhiệt này quả dễ bị tổn thương do lạnh và không thể chín bình thường sau khiđưa ra tiêu thụ.

•Bảo quản bằng hóa chất

12

Hóa chất hiện đang được dùng nhiều đểbảo quản chuối ởViệt Nam là Topxin –M.

Chuối được nhúng vào dung dịch Topxin – M 0,1% rồi để ráo, sau đó bảo quản ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ lạnh.

Topxin – M (Tiophanatmetyl – C12H24N4O4S2) là loại chế phẩm có dạng bột màu đất sét,

khó tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ như axeton, metanol… Chất này có tác dụng diệt nấm mạnh ngay cả ở nồng độ thấp; thời gian tác dụng nhanh, kéo dài; có thể diệt được nhiều loại nấm và không độc hại.

Ngoài Topxin – M còn dùng các loại hoá chất khác như: Mertect 90, Benlat, NF44, NF35..

Bảo quản bằng chế phẩm sinh học

Dung dịch Chitosan 1% thường được sử dụng để phun lên chuối, rồi cho vào túi PE cóđục lỗ và đem đi ghép mí bằng máy ép, sau đó đem bảo quản lạnh.

• Bảo quản bằng khí quyển kiểm soát (CA – controled atmosphere)

Chuối được bảo quản trong môi trường khí quyển có thành phần O2 và CO2được điều chỉnh. Nguyên lý của phương pháp này là giảm nồng độ O2 và tăng nồng độ CO2 nhằm hạn chế cường độ hô hấp và kéo dài thời hạn bảo quản.

Chế độ bảo quản CA của chuối: Nhiệt độ: 10 – 16^oC; CA: O2 =2 – 5%; CO2: 2 – 5%

Đối với chuối được vận chuyển bằng đường biển: Nhiệt độ: 12 – 16 ⁰C; CA: O2= 2 – 5%, CO2= 2 -5%

1.2. Tổng quan công nghệ Plasma 1.2.1. Cơ sở lý thuyết

Plasma là trạng thái vật chất thứ 4, bên cạnh ba trạng thái rắn, lỏng và khí. Không giống như chất rắn, lỏng, khí, plasma không được xác định bởi hình dạng và thể tích mà bằng điện tích của nó. Plasma là dạng vật chất phong phú nhất trong vũ trụ hữu hình, vì nóchiếm hơn 99% vũ trụ. Tuy nhiên, trên Trái Đất, Plasma rất hiếm và chủ yếu được tìm thấy ở môi trường nhiêt độ cao hoặc năng lượng cao [15]

13

Hình 1.1. Plasma – trạng thái thứ 4 của vật chất

Ở nhiệt độ rất cao trong các ngôi sao, các electron trong các nguyên tử sẽ bị tách ra khỏi nguyên tử và hỗn hợp gồm các electron tự do và hạt nhân nguyên tử (ion dương) và các hạt không mang điện (như nguyên tử, phân tử, hay các gốc tự do) tạo thành một trạng thái vật chất gọi là Plasma. Ngược lại, plasma trong ứng dụng công nghệ thường được vận hành trong trạng thái phi cân bằng nhiệt (non-thermal equilibrium), có thể được hiểu là năng lượng giữa các thành phần như eclectron, ion và phân tử không đồng đều [16]

Plasma được phân biệt thành hai nhóm, Plasma nhiệt (Thermal plasmas – TP) và Plasma phi nhiệt (Plasma lạnh hoặc Plasma nhiệt độ thấp), tùy thuộc vào loại năng lượng cung cấp và năng lượng truyền cho plasma. Nói cách khác, theo tính chất nhiệt động lực học, việc phân loại này của plasma được dựa trên mức năng lượng tương đối của các điện tửvà các loại nặng của plasma.

Plasma

Plasma nhiệt độ

thấp

(Plasma lạnh)

Plasma nhiệt độ

cao

Plasma lạnh áp suất khí quyển (Cold

Atmospheric Plasma_CAP)

Plasma lạnh áp

suất thấp

(Vacuum)

14

Hình 1.2. Sơ đồ phân loại Plasma

Plasma nhiệt (Thermal plasmas – TP): đây là plasma có nhiệt độ, áp suất và năng lượng rất cao. Thường từ hàng triệu đến hàng tỷ độ Kelvin. Các ví dụ như Plasma trong ngôi

sao như Mặt trời hoặc trong các thiết bị như ngọn lửa hàn. Plasma nhiệt, đặc trưng bởi trạng thái cân bằng hoặc gần cân bằng của Electron, ion và các hạt trung hoà. Các dòng nhiệt tạo ra plasma nhiệt là các dòng nhiệt năng cao có thể được dùng trong ứng dụng trong việc xửlý các loại chất thải khó phânhuỷnhất (như trong y tế, độc hại, công

nghiệp, thậm chí các chất thải hạt nhân…) chuyển chúng về dạng nguyên tố và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do các loại chất thải này gây ra. Tuy nhiên đối với ứng dụng trong công nghệ, thì đặc tính của plasma nhiệt hầu như không cần thiết và thậm chíkhông mong muốn trong một số ứng dụng đối với vật liệu nhậy cảm với nhiệt. Trong một số ứng dụng như vậy thì lựa chọn Plasma lạnh là phù hợp hơn.

Plasma phi nhiệt (Plasma lạnh hoặc Plasma nhiệt độ thấp): Đây là Plasma được tạo ra ởáp suất thường hoặc chân không, cần năng lượng thấp hơn, Thường trong khoảng từchục đến vài trăm độ Kelvin. Ví dụ điển hình là Plasma trong màn hình Plasma, thiết bịđiện tử khác và trong y học. Đặc tính đặc trưng của plasma lạnh là phần lớn năng lượngđiện được cung cấp truyền đến các electron và chuyển các electron thành các electron năng lượng cao mà không làm nóng toàn bộ dòng khí trong khi các ion và phân tử trung hoà vẫn ở nhiệt độ phòng hoặc gần nhiệt độ phòng. Nhờ các ion và phần tử trung hoàvẫn duy trì trạng thái “lạnh”. Do đóplasma lạnh là một lựa chọn phù hợptrong ứng dụng công nghệ xử lý các vật liệu nhậy cảm với nhiệt.[17]

Hỗn hợpkhí cũng được sửdụng cho hoạt động plasma như N2/N2O, N2/O2, Ar/O2, He/O2, He/N2, và He/O2/H2O. Hiệu quảhoạt động của khí được tăng cường khi oxyđược thêm vào chúng [18]. Kết quả thực nghiệm sử dụng khí các khí hoạt động khác nhau (He và hỗn hợp He + oxy) và kết luận rằng yếu tố chính gây ngưng hoạt động của vi sinh vật là các loại oxy phản ứng như O, O3, OH, NO, NO2. [19]

Sự đa dạng về các loại phản ứng được tạo ra do va chạm giữa các electron, nguyên tử, và các phân tử. Do đó, các hạt mang điện tự do được gia tốc bằng việc áp dụng điện trường, điện, dẫn đến va chạm đàn hồi và không đàn hồi. Các phản ứng liên quan đến các ion cũng dẫn đến tính trao đổi hoặc oligomerization kết quả là, các hợp chất như các

15

loài phản ứng, ví dụ, O, O3, OH, NO, NO2, OH được tạo ra. Do tính phản ứng cao, nócó thể phản ứng với hầu như tất cả các thành phần tế bào. Sự ion hóa của nguyên tửtrung hòa, ở trạng thái cơ, phân tử, hay các gốc tự do tác động của electron là cơ chế ion hóa nổi bật nhất [20]. Các loại phản ứng tạo ra trong quá trình xử lý plasma có thể đóng góp đáng kể về chất lượng thực phẩm và quá trình bất hoạt vi sinh vật.

Như vậy ta thấy Plasma lạnh áp suất khí quyển sẽ được sử dụng và áp dụng rộng rãi hơn. Các tính chất củaplasma lạnh áp suất khí quyển (CAP) được tạo ra ởnhiệt độphòng hoặc gần với nhiệt độ phòng (30-50°C), thành phần chính của CAP tạo ra các ion, electron, chất siêu bền, photon, và trường điện từ; Sau khi phản ứng với không khímôi trường, CAP tạo thành một nhóm phân cấp gồm các loại Oxy và Nitơ phản ứng

(RONS) [21]. Chất ôxi và nitơ hoạt động (ROS và RNS). ROS và RNS được tạo ra bởi tương tác plasma – không khí trong pha khí sau đó hòa tan vào dung dịch.

Thường đểtạoplasma lạnh dùng những khí trơ do cáccấutrúc nguyên tửvòng bên ngoài có rất ít electron, do vậy dễ tách các electorn để thành điện tích. Thông qua các thiết bị và phương pháp kết hợp biến từ một khí thông thường có thể biến thành dạngđiện tích và cho thấy rằng ở dạng điện tích này có rất nhiều tác dụng sinh học trong ứng dụng khử khuẩn, làm sạch sản phẩm, bề mặt, về phương diện y học có thể kết hợp để

khử khuẩn, điều trị vết thưuong, ung thư….

Hình 1.3. Nguyên lý hoạt động của plasma lạnh trong ứng dụng diệt

khuẩn

1.2.2. Cách tạo ra Plasma lạnh (CAP) và Nước hoạt hóa bằng Plasma (PAW) 1.2.2.1. Cách tạo ra Plasma lạnh (CAP)

Hiện nay trên thế giới có 2 cơ chế tạo ra plasma lạnh (CAP) là phóng điện qua hàng ràođiện môi (Dielectric Barrier Discharge_DBD) & phóng điện qua điện cực nổi(FE-

16

DBD). DBD bao gồm cấu tạo 2 điện cực: một điện cực là điện cực cao áp, còn điện cực còn lại làđiện cực nối đất, cần cóđiện ápcao tạo ra sự phóng điện cần thiết để khí di chuyển giữ 2 điện cực và bị ion hoáđể tạo raPlasma. FE-DBD nó tương tự như DBD ban đầu và bao gồm hai điện cực: một diện cực cao áp cách diện và một điện cực hoạt động. Sự khác biệt giữa FE-DBD và DBD là điện cực thứ hai không được nối đất; dođó điện cực thứ hai có thể là vật chủ đích khác (như da người trong điều trị y tế, trong

nước để khử khuẩn nước…), điện cực được cấp nguồn cần phải nằm sát bề mặt của điện cực thứ hai (<3 mm) để tạo ra sư phóng điện [22]

Hình 1.4. Sơ đồ phóng điện hàng rào điện môi (DBD) (hình A) và phóng

điện hàng rào điện môi điện cực nổi (FE-DBD) (hình B)

1.2.2.2. Nước hoạt hóa bằng Plasma

Trong đề tài nghiên cứu của nhóm sẽ nghiên cứu với sự kết hợp chất lỏng hoạt hoá bằng plasma tạo từ thiết bị hoạt hoá chất lỏng bằng Plasma_ Plasma tương tác trực tiếp với dung dịch. Cơ chế là sự phối hợp nhiều loại plasma với nhiều hình thức tương tác plasma

– chất lỏng trong cùng một buồng phản ứng để hoạt hoá chất lỏng và điều khiển hàm lượng hoạt chất trong chất lỏng hoạt hoá plasma được tạo ra.

Nước được hoạt hoá bằng plasma (PAW) đang được nghiên cứu để xử lý nhiễm khuẩn cho thực phẩm, nông nghiệp và cho các ứng dụng y tế. Chất lỏng hoạt hoá plasma (PAL) trong đó có PAW cho thấy khả năng chống lại rất nhiều vi sinh vật. Khả năng diệt khuẩn này hiệu quả đến mức người ta gán cho nó biệt danh là “nước chết”. Bên cạnh nước, dung dịch đệm và môi trường nuôi cấy tế bào được hoạt hoá plasma cũng đang được nghiên cứu để điều trị ung thư. Không chỉ có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật và mầm bệnh, PAL cũng cho thấy khả năng kích thích nảy mầm, sinh trưởng thực vật. PAL có thời hạn sử dụng tốt, nó có thể duy trì khả năng kháng khuẩn từ nhiều ngày đến vài tuần thậm chí nhiều năm, hứa hẹn tiềm năng ứng dụng vô cùng lớn.

17

Nước hoạt hóa bằng plasma lạnh (PAW) là một công nghệ bảo quản thực phẩm tiên tiến, sử dụng các hợp chất hoạt tính như gốc tự do và ion để khử trùng và kéo dài thời gian bảo quản. Đối với chuối, một loại trái cây dễ chín và hỏng, PAW có tiềm năng giảm vi sinh vật, ức chế nấm mốc, và duy trì chất lượng.

Hoạt tính kháng khuẩn của PAW và các dung dịchđược xử lýbằng plasma khác chủyếu được tạo ra bởi các hoạt chất ôxi và nitơ hoạt động (ROS và RNS). ROS và RNSđược tạo ra bởi tương tác plasma – không khí trong pha khí sauđó hòa tan vào dung dịch. Ngoài ra, plasma có thể biến đổi pH của dung dịch. ROS và RNS kết hợp với tính axit của PAW hoạt động đồng bộ, tạo ra một cuộc tấn công oxy hóa mạnh mẽ chống lại vi khuẩn. Mức độ nhạy cảm cao của các tế bào vi khuẩn đối với PAW có thể phát sinh

từ tỷ lệ diện tích bề mặt so với thể tích của các tế bào nhân sơ cao hơn so với các tế bào nhân chuẩn, làm tăng nồng độ ROS và RNS trong các tế bào này. Ở vi khuẩn, ROS vàRNS có thể phá huỷ tế bào thông qua gia tăng ôxi hóa (oxidative stress) hoặc suy giảm ADN (DNA damage).

Hidrô perôxit (H2O2), nitrit (NO2^–), nitrat (NO3^–) và perôxinitrit (ONOO^–) là các tác nhân chính trong hoạtđộngkháng khuẩncủaPAW. Tuy nhiên, hóa học plasma-chất lỏng phức tạp hơn nhiều, đặc biệt ở giao diện plasma-chất lỏng, nơi có nhiều loại ROS vàRNS có hoạt tính mạnh được tạo ra như gốc hidrôxyl (OH^–), gốc nitric ôxit (NO^–), gốc

tự do superôxit O2^–), gốc hidrôperôxyl (HOO^–), gốc nitric diôxit (N2O^–), ôxi đơn (O2),ôzôn (O3). Hóa học chất lỏng được khởi tạo bằng xử lý plasma có thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến tính chất hóa học và tính kháng khuẩn lâu dài của PAW. Do đó kiểm soát vàđiều khiển hóa học plasma và chất lỏng củaPAW để đạt được kết quả tổng hợp nhưmong muốn cho các ứng dụng cụ thể là vô cùng quan trọng.

Có nhiều phương pháp hoạt hoá chất lỏng bằng plasma như: plasma trực tiếp – tạo plasma trong lòng chất lỏng hoặc lấy bề mặt chất lỏng là một điện cực; plasma gián tiếp – tạo plasma khí bên ngoài chất lỏng rồi trộn sản phẩm của plasma vào chất lỏng. Bên cạnh đó, bản thân loại plasma dùng để hoạt hoá chất lỏng cũng đa dạng như; plasma cân bằng nhiệt hay plasma phi cân bằng nhiệt. Mỗi loại plasma hay hình thức tương tác giữa plasma và chất lỏng có những ưu điểm riêng. Chẳng hạn, plasma cân bằng nhiệt sẽ tạo nhiều RNS, còn plasma phi cân bằng nhiệt lại tạo nhiều ROS hơn.

18

Hơn thế nữa do plasma tồn tại ở pha khí, để tăng hàm lượng hoạt chất từ plasma vào chất lỏng việc tối ưu hoá quá trình trộn dị pha giữa pha khí và pha lỏng là vô cùng cần thiết.

Để hoạt hoá chất lỏng bằng plasma chúng ta cần tạo được plasma và cho tương tác với chất lỏng cần được hoạt hoá. Để tăng hiệu quả hoạt hoá cần kết hợp nhiều loại plasma, nhiều hình thức tương tác plasma chất lỏng và phối trộn sản phẩm plasma với chất lỏng tốt.

Hình 1.5. Các phương pháp hoạt hóa chất lỏng bằng Plasma

1.2.2.3. Bản chất và cơ chế tạo nước hoạt hóa bằng Plasma trong nghiên cứu

Taọ nước được hoạt hoá bằngPlasma về bản chất kỹ thuật phối hợp và điều khiển nhiều loại plasma và hình thức tương tác plasma – chất lỏng trong cùng một buồng phản ứng để tăng hàm lượng hoạt chất trong chất lỏng hoạt hoá plasma đồng thời kết hợp sử dụng hiệu ứng Venturi để phối trộn sản phẩm plasma vào chất lỏng một cách hiệu quả.

Thiết bịhoạt hoá chất lỏng bao gồm buồng plasma hình trụrỗng bốtrí theo phương thẳng đứng nối kín với hai điện cực một ở phía trên và một ở phía dưới. Điện cực phía trên có dạng hình kim tiêm, điện cực phía dưới hình trụ rỗng để chất lỏng phun từ điện cực phía trên xuống có thể chảy qua. Tiết diện trong của điện cực phía dưới khác không nhiều so với tiết diện trong của buồng plasma. Trên thành buồng plasma có một lỗ lấy khí để điều khiển áp xuất trong buồng, hoặc thay đổi thành phần khí trong buồng.

19

Khi nước ở áp suất cao bên trong phun qua điện cực hình kim tiêm xuống điện cực phía dưới sẽ tạo ra áp suất âm trong buồng do hiệu ứng Ventury. Vì buồng plasma được bốtrí theo phương thẳng đứng nên trọng lượng của cột nước và lực đẩy của tia nước từ vòi phun giúp duy trì khoảng không gian có áp suất âm đủ lớn trong buồng mà chỉ cần áp

suất nước bơm vừa phải (từ 2atm – 30 atm ).

Tia nước áp lực sau khi thoát ra khỏi điện cực hình kim tiêm sẽ tạo hiện tượng phun với một lõi nước liên tục ở giữa vùng bọt nước xung quanh. Nếu đặt khoảng cách giữa haiđiện cực phù hợp để lõi nước không chạm vào điện cực phía dưới không gian giữa haiđiện cực có thể được phân làm ba vùng chính:

– Tia nước liên tục;

– Khoảng không khí có áp suất âm;

– Vùng lưỡng pha với các bọt nước, phối trộn hai pha lỏng khí.

Áp suất trong buồng plasma, độ dài tia nước liên tục, kích thước không gian có áp suất âm có thể thay đổi bằng cách thay đổi áp suất nước, kích thước lỗ kim và lưu lượng khí vào buồng thông qua một van kim trên lỗ lấy khí.

Khi điện cực phía trên được nối vào một nguồn cao áp còn điện cực dưới được nối đất, sự chênh lệch điện áp giữa các vùng sẽ suất hiện. Có ít nhất 5 vùng có chênh lệch điện áp:

– Giữa điện cực cao áp và tia nước (do nước dẫn điện không tốt); – Giữa tia nước và bề mặt vùng lưỡng pha;

– Giữa tia nước và điện cực nối đất;

– Giữa điện cực cao áp và thành buồng (bị ướt do nước bắn vào); – Giữa tia nước và thành buồng.

Dù áp suất trong buồng thấp, nhưng theo định luật Paschen, với khoảng cách giữa hai điện cực như trong sáng chế là từ 2cm đến 8cm, nếu không có các vùng chênh lệch điện áp này hiện tượng đánh thủng sẽ không thể xảy ra với hiệu điện thế khoảng 4 – 8 kV. Tuy nhiên ởmỗi vùng này luôn suất hiện những vùng chênh lệch điện áp có khoảng cách thoả mãnđịnhluật Paschen nên hiện tượng đánh thủng dễ dàng xảy rađặc biệt làgiữa điện cực cao áp và tia nước. Môi trường trong buồng plasma lúc này chứa nhiều điện tích tự do nên dễ dàng xảy ra hiện tượng đánh thủng giữa tia nước và vùng lưỡng pha, tia nước và thành buồng, giữa điện cực cao áp với thành buồng (plasma phi nhiệt

20

gián tiếp) và tạo thành plasma nối thông giữa hai điện cực (plasma nhiệt gián tiếp). Bên cạnh đó quá trình điện phân cũng xảy ra giữa tia nước và điện cực nối đất.

Các hoạt chất ROS và RNS được tạo ra từ cả plasma trực tiếp và plasma gián tiếp, cảplasma phi nhiệt và plasma nhiệt, đồng thời từ cả quá trình điện phân. Các sản phẩm này được phân tán vào các bọt khí giúp tăng diện tích tiếp xúc và thời gian tiếp xúc của ROS và RNS với chất lỏng khiến chúng được hoà tan nhiều hơn, tối ưu hoá quá trình hoạt hoá chất lỏng bằng plasma.

Các nghiên cứu ứng dụng plasma trong công nghiệp thực phẩm cũng chỉ ra rằng khi xửlý trực tiếp bằng plasma hiệu quả sẽ cao hơn, tuy nhiên họ cũng quan sát thấy sự nhạt màu, mất màu hoặc thay đổi cấu trúc bề mặt của thực phẩm do sự phân hủy của các hợp chất trên bề mặt thực phẩm sau khi tiếp xúc trực tiếp với plasma [9]. Bên cạnhđó,PAW

cũng có phần lợi thế hơn CAP khi xử lý màng sinh học – một tập hợp các vi khuẩn và

tế bào bám dính lại với nhau – vì không làm lớp màng này bị khô. Lớp màng sinh học này càng khô thì càng khiến cho chúng mạnh hơn trong việc kháng thuốc kháng sinh. Bởi vậy, trong những trường hợp này, nước plasma có thể là một phương án thay thếphù hợp cho plasma lạnh. [23]

1.3. Tổng quan các chất mang tạo màng bao

Nghiên cứu sử dụng màng bao ăn được có nguồn gốc sinh học, được tạo thành từ các polymer tự nhiên như lô hội và chitosan

1.3.1. Lô hội

Lô hội (Aloe barbadensis Mill.) là một loại cây mọng nước với lá dày, mọng, có răng cưa, mình mác, màu xanh xám, có nguồn gốc từ Châu Phi sau đó nhanh chóng lan rộng khắp thế giới vì có nhiều ứng dụng tích cực trong cuộc sống và dễ dàng trồng trọt.

Gel lô hội chủ yếu bao gồm nước (98%) và polysaccharides, bao gồm pectin, cellulose, hemicelullose, glucomannan và acemannan, thành phần sau được coi là thành phần chức năng chính của lô hội,được hìnhthành từ một chuỗi dài acetylated mannose. Nhựa lô hội là dịch tiết màu vàng đắng của các ống quanh vòng ở lớp da ngoài của lá. Thành phần hoạt tính chính của nước ép lô hội là các dẫn xuất hydroxyanthracenic, chiếm từ15-40% tổng số thành phần và trong đó có anthraquinone glycosides aloin A và B (còn gọi là barbaloin) cùng với Aloe emodin [24]. Gel chủyếu bao gồm saccharides, anthraquinones, glycoproteins và nhiều chất có trọng lượng phân tử thấp khác.

21

Cellulose, hemicellulose và polysaccharides dự trữ như glucomannans, dẫn xuất mannose và hợp chất acetylat là những polysaccharides chính trong gel lô hội, nhưng các phân tử glucomannan acetylat góp phần tạo nên đặc tính giống như chất nhầy của gel lô hội tươi [25]

Gel lô hội chưa được sử dụng rộng rãi trong lớp màng ăn được và công thức phủ do cácđặc tính tạo lớp màng không đủ, mặc dù nó có các đặc tính kháng khuẩn và chống oxy hóa mạnh. Do đó, lớp màng gel lô hội có thể cung cấp các đặc tính rào cản thấp và cho phép thấm nước ở một mức độ nào đó. Do đó, các hợp chất khác có các đặc tính tạo lớp màng mong muốn như tinh bột, xenlulo, gelatin, kẹo cao su gellan, v.v. đã được thêm vào dung dịch lô hội để cải thiện các đặc tính của lớp màng. Độ bền cơ học hoặc tính toàn vẹn vật lý của lớp màng là rất quan trọng để đạt được đặc tính rào cản tối ưu. Tuy nhiên, lớp màng lô hội được báo cáo là mềm và có độ đàn hồi cao. Do đó, người ta đã nỗlực cải thiện các đặc tính của lớp màng; Dung dịch lô hội (Al) được pha trộn với gellan gum (Ge) và hỗn hợp thuđược được báocáo là có các tính chất cơ học nano được tăng cường do các tương tác hóa học và cấu trúc giữa Al và Ge. Hơn nữa, hỗn hợp Al- Ge có khả năng chống thấm hơi nước tốt hơn so với Al đơn lẻ. Khả năng thấm hơi nước của màng composite gelatin-lô hội giảm do bổ sung lô hội; WVP giảm được cho là do chuyển động hạn chế của các phân tử nước do các liên kết chéo giữa các polysaccharides trong gel lô hội và quá trình tạo gel dẫn đến giảm không gian tựdo trong màng composite. Bên cạnh đó, gel lô hội kết hợp góp phần làm giảm độ hòa tan trong nước nhưng làm giảm độ bền cơ học của màng gelatin .

Bảng 1.2. Đặc tính của gel lô hội

22

1.3.2. Chitosan

Chitosan là một amino polysaccharide có nguồn gốc từbiển được sản xuất từchitin của lớp vỏ ngoài của động vật giáp xác. Polyme sinh học này và các dẫn xuất của nó được coi là chất thúc đẩy các hoạt động sinh học đa dạng, bao gồm tác dụng chống oxy hóa,

hạ huyết áp, chống viêm, chống đông máu, chống khối u, kháng khuẩn, hạ cholesterol và chống tiểu đường.Chitosan là một polyme tuyến tính được hình thành bởi d-

23

glucosamine và N-acetyl-d-glucosamine, được liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic

β (1–4).

Bảng 1.3. Đặc tính của Chitosan [31]

24

25

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung nghiên cứu

2.1.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm

2.1.2. Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Đánh giá hiệu quả kháng nấm của nước plasma lạnh in vitro

Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả của nước plasma lạnh đến chất lượng chuối nhiễm nấm mốc in vivo

Nội dung 3: Đánh giá ảnh hưởng thời gian nhúng chuối vào nước plasma lạnh đến chất lượng của chuối bảo quản

Nội dung 4: Đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ lô hội trong màng bao đến chất lượng của chuối bảo quản

Nội dung 5: Đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ chitosan trong màng bao đến chất lượng của chuối bảo quản

26

2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Vật liệu nghiên cứu

Chuối tiêu được mua tại chợđầu mốiHóc Môn có nơi trồng tại tỉnh Lâm Đồng, thu hoạch sau 80-90 ngày tính từ khi ra hoa. Tất cả các quả có màu xanh đồng nhất, cứng, kích thước đồng đều (chiều dài 95,6±1,6 mm và đường kính 36,2±1,2 mm).

Hình 2.2. Mẫu chuối tiêu sử dụng trong thí nghiệm

Lô hội sử dụng trong khảo sát được trồng theo tiêu chuẩn VietGap, mua từ cửa hàng SatraFood Lê Trọng Tấn. Lựa chọn các lá lô hội tươi, màu xanh lục, không bị sâu bệnh,

dập nát. Mỗi lá cân nặng 0,5 – 1,0 kg, độ dày của lá lớn hơn 1,5 cm, chiều dài lá từ 45 – 50 cm, bề rộng từ 8 – 10 cm.

Hình 2.3. Lá lô hội sử dụng trong thí nghiệm

27

Chitosan dạng bột mịn có Deacetyl 90% được mua từ Công ty Cổ phần đầu tư S-Green. 2.2.2. Thiết bị

Bảng 2.1. Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

28

2.2.3. Quy trình tạo nước hoạt hóa plasma

Cấu tạomáy plasma: Thiết bị hoạt hóa chất lỏng bằng plasma sử dụng hiệu ứng Ventury có buồng plasma hìnhtrụ. Máy đượcbốtrí theo phương thẳng đứng với điện cực phía trên hình kim tiêm, điện cực phía dưới hình trụ rỗng có tiết diện trong tương đương tiết diện trong của buồng plasma, có ỗ lấy khí để điều tiết áp suất trong buồng. Nước được phun từ điện cực hình kim xuống dưới với áp suất nước vào khoảng từ 2 atm đến 20 atm phối hợp với lưu lượng khí phù hợp để buồng plasma được phân làm 3 vùng chính: tia nước liên tục, khoảng không khí có áp suất âm, vùng lưỡng pha lỏng khí, phối trộn hai pha lỏng khí. Áp suất trong buồng plasma và kích thước không gian có áp suất âm có thể thayđổi,khinốihai điệncực với nguồn điện sẽtạothành nhiều vùng chênh lệch

điện áp và tạo thành nhiều loại plasma và nhiều hình thức tương tác plasma – chất lỏng. Nước plasma được tạo ra nhờ sự kết hợp cả plasma cân bằng nhiệt và plasma không cân bằng nhiệt, plasma trực tiếp, plasma gián tiếp và điện phân trong cùng một buồng phảnứng như được mô tả ở trên.

Hình 2.4. Máy tạo nước hoạt hóa Plasma

29

Quy trình tạo nước hoạt hóa plasma: 1000ml nước cất đưa vào máy Plasma. Nước chạy tuần hoàn trong máy sau 10p được nước hoạt hóa plasma. Nước sau khi hoạt hóa được bảo quản trong thùng kín chỉ sử dụng trong vòng 1 tiếng.

2.2.4. Phương pháp tạo màng bao lô hội – chitosan

Quy trình tạo màng bao lô hội – chitosan:

(1)Cân chitosan, hòa tan trong dung dịch acid acetic 1% theo các nồng độ theo thiếtkếthí nghiệm. Khuấy bằng máy khuấy từ đến khi tan hoàn toàn, tạo dung dịch dẻo, trong suốt, màu vàng nhạt.

(2) Thêm chitosan vào dung dịch gel lô hội có nồng độ lô hội theo thiết kế thí nghiệm. Thêm 1% glyceryl làm chất hóa dẻo. Dung dịch được đồng nhất bằng máy đồng hóa.

2.2.5. Quy trình thí nghiệm

2.2.5.1. Đánh giá hiệu quả kháng nấm của nước hoạt hóa plasma lạnh in vitro

Sau khi tiệt trùng, môi trường PDAchứa 2% dịch chuối chuối được để nguội đến 30–40°C và tiến hành đổ vào đĩa Petri đường kính 10 cm (Wertlab, Đức) với cùng một thểtích (10 mL). Chủng nấm mốc Aspergillus niger được phân lập từ chuối, hoạt hóa trước trên môi trường PDA trong 3-5 ngày ở 30^oC. Từ đĩa nuôi cấy thuần, sử dụng que cấy vô trùng lấy một phần sợi nấm từ rìa khuẩn lạc và cấy vào tâm đĩa petri, ủ nấm mốc trong 24h ở 27-30^oC. Sau 24h thêm vào 2ml nước hoạt hóa plasma, theo dõi tốc độ tăng trưởng của nấm mốc.

2.2.5.2. Đánh giá hiệu quả của nước plasma lạnh đến chất lượng chuối nhiễm nấm mốc in vivo

Mẫu nấm mốc được cấy ở giữa đĩa Petri chứa môi trường PDA và ủ ở 30oC trong 7 ngàyđể thu được bào tử nấm. Hút 5 mL dung dịch nước muối (BIO) vào đĩa Petri có chứa bào tử nấm. Tiếp đến, cho toàn bộ dung dịch chứa bào tử vàoốngly tâm có chứa bông gòn thấm nước để lọc các sợi khuẩn ty và môi trường, sau đó dịch bào tử được voxter trong 30s. Tiếp theo, hút 5 mL dịch nước muối cho vào ống ly tâm để pha loãng bào tử, vonter trong 30s dểdung dịch trộn đều nhau. Cuối cùng, các bào tửđược đếm trong buồng Thoma (Hirschmann Đức) bằng kính hiển vi (Optika, Ý) và pha loãng đểthuđược nồng độ 10⁶ (bào tử/mL)

Mẫu chuối sạch được rửa bằng nước sạch và để khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng. Sử dụng đinh vô trùng tạo vết thương trên vỏ chuối (mỗi trái 3 lỗ trên cùng một mặt, đường kính

30

1,5mm, sâu 1mm). Sau đó, bơm 20 µL dịch bào tử nấm mốc nồng độ 106 (bào tử/mL)được lây nhiễm vào vị trí bị thương bằng micropipet. Quả sau khi đã lấy nhiễm dịch bào

tử nấm mốc được bảo quản trong các thùng carton ở nhiệt độ 25±1^oC, độ ẩm tương đối 85-90% trong 24 giờ trước khi tiến hành thí nghiệm. Mục đích của cấy mốc nhân tạo giúp đảm bảo điều kiện nhiễm giống nhau, giúp so sánh kết quả chính xác hơn

Các mẫu chuối được cấy mốc sau 24 giờ được nhúng vào PAW với các mức thời gian khác nhau. Theo dõi các chỉ tiêu của chuối trong thời gian bảo quản để đánh giá hiệu quả của nước hoạt hóa plasma đến chất lượng của chuối nhiễm mốc.

Các chỉ tiêu theo dõi: Độ hao hụt khối lượng, sự thay đổi màu sắc vỏ quả, hàm lượng tổng chất rắn hòa tan, hàm lượng acid tổng.

2.2.5.3. Đánh giá ảnh hưởng thời gian nhúng chuối vàonướcplasma lạnh đến chất lượng của chuối bảo quản

Quả chuối thu hoạch và vận chuyển ở nhiệt độ phòng về phòng thí nghiệm trong vòng 1 ngày. Mẫu chuối rửa bằng nước sạch rồi để phơi khô tự nhiên trong vòng 30 phút Chuối sau khi phơi khô được ngâm trong thùng nước hoạt hóa plasma với các mốc thời gian 5 phút, 10 phút, 20 phút, 40 phút. Sau khi ngâm, chuối được lấy ra để khô tự nhiên trong 30 phút. Xếp chuối vào các thùng carton có lót giấy để bảo quản.

Đánh giá các chỉ tiêu của chuối trong thời gian bảo quản để tìm ra thời gian ngâm nước hoạt hóa plasma thích hợp nhất.

Đánh giá các chỉ tiêu của chuối trong thời gian bảo quản để tìm ra nồng độ lô hội thích hợp nhất.

Các chỉ tiêu theo dõi: Độ hao hụt khối lượng, sự thay đổi màu sắc vỏ quả, hàm lượng tổng chất rắn hòa tan, hàm lượng acid tổng.

2.2.5.4. Đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ lô hội trong màng bao đến chất lượng chuối bảo quản

Quả chuối thu hoạch và vận chuyển ở nhiệt độ phòng về phòng thí nghiệm trong vòng 1 ngày. Mẫu chuối rửa bằng nước sạch, khửtrùng bằng cồn 70% rồi đểphơi khô tựnhiên trong vòng 30p.

Chuối sau khi phơi khôđược ngâmtrong thùng nước hoạt hóa plasma với thời gian tối ưu nhất được tìm thấy ở thí nghiệm 1.

31

Màng bao chitosan – lô hội được chuẩn bị theo quy trình tạo màng với cácnồng độ lôhội được khảo sát lần lượt là 10%, 20%, 40%, 60%.

Chuối sau khi được xử lý qua nước hoạt hóa plasma, để khô tự nhiên trong vòng 30p. Tiếp theo được nhúng vào màng trong thời gian 1 phút, sau đó lấy ra phơi khô tự nhiên trong ít nhất 2h. Xếp chuối vào các thùng carton có lót giấy để bảo quản.

Đánh giá các chỉ tiêu của chuối trong thời gian bảo quản để tìm ra nồng độ lô hội thích hợp nhất.

Các chỉ tiêu theo dõi: Độ hao hụt khối lượng, sự thay đổi màu sắc vỏ quả, hàm lượng tổng chất rắn hòa tan, hàm lượng acid tổng.

2.2.5.4. Đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ chitosan trong màng bao đến chất lượng chuối bảo quản

Quả chuối thu hoạch và vận chuyển ở nhiệt độ phòng về phòng thí nghiệm trong vòng 1 ngày. Mẫu chuối rửa bằng nước sạch rồi để phơi khô tự nhiên trong vòng 30 phút

Chuối sau khi phơi khôđược ngâmtrong thùng nước hoạt hóa plasma với thời gian tối ưu nhất được tìm thấy ở thí nghiệm 1.

Màng bao chitosan – lô hội được chuẩn bị theo quy trình tạo màng, với nồng độ lô hội tối ưu xác định ở thí nghiệm 2. Trong quá trình khảo sát, các nồng độ chitosanđược sửdụng lần lượt là 0,5%; 1%; 1,5% và 2%.

Chuối sau khiđược xửlý qua nước hoạt hóa plasma,đểkhô tựnhiên trong vòng 30 phút. Tiếp theo được nhúng vào màng trong thời gian 1 phút, sauđólấy ra phơi khôtựnhiên trong ít nhất 2h. Xếp chuối vào các thùng carton để bảo quản. Đánh giá các chỉtiêu của chuối trong thời gian bảo quản để tìm ra nồng độ lô hội thích hợp nhất.

Đánh giá các chỉ tiêu của chuối trong thời gian bảo quản để tìm ra nồng độ lô hội thích hợp nhất.

Các chỉ tiêu theo dõi: Độ hao hụt khối lượng, sự thay đổi màu sắc vỏ quả, hàm lượng tổng chất rắn hòa tan, hàm lượng acid tổng.

2.2.6. Phương pháp xác định các chỉ tiêu vật lý và cảm quan của chuối 2.2.6.1. Màu sắc

Sửdụng máy đo màu CHROMA METER CR-400 của công ty Konica Minolta.inc, Nhật bản tại phòng Trung tâm thí nghiệm thực hành Trường Đại học Công Thương

32

TP.HCM, đo mỗi trái 6 điểm ở 2 mặt giữa trái (đánh dấu trên góc đo để nhận biết khu vực đo màu cho nhũng lần tiếp theo)

Ghi nhận số liệu từ giấy in nhiệt chạy ra từ máy đo.

Độ chênh lệch màu giữa các ngày bảo quản được tính theo công thức:

ΔE = ((L2-L1)² + (a2-a1)² + (b2-b1)²)^1/2 2.2.6.2. Cảm quan

Điểm cảm quan của chuối được đánh giá bằng cách cho điểm dựa trên thang đo màu:

2.2.6.3. Độ hao hụt khối lượng

Cân khối lượng từng quả trước khi bảo quản và ở mỗi lần phân tích bằng cân phân tích. Hao hụt khối lượng tự nhiên được tính theo công thức:

X =𝑴𝟏−𝑴𝟐𝑴𝟏×100

Trong đó:

X(%) là hao hụt khối lượng tự nhiên ở mỗi lần phân tích M1: Khối lượng của quả trước bảo quản (g)

M2: Khối lượng của quả sau bảo quản (g)

2.2.7. Các phương pháp xác định chỉ tiêu sinh hóa của chuối 2.2.7.1. Hàm lượng acid tổng

Phương pháp xác định dựa trên “Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5483:1991 (ISO 750 – 1981) về sản phẩm rau quả – xác định độ axit chuẩn độ được”có hiệu chỉnh.

Cân chính xác 10,00g thịt quả chuối, xay nhuyễn cùng 20ml nước nóng. Chuyển dịch chuối vào ống ly tâm, ly tâm ở 5000 vòng trong 10 phút. Chuyển toànbộ dịchchuối vào bình định mức 100ml, định mức đến vạch. Hút 10ml dung dịch chuyển vào bình nón, thêm 3 giọt phenolphtalein 1% làm chất chỉ thị. Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N.Độ acid của chuối tính bằng công thức:

X=¹⁰⁰_𝑚×V1×c×¹⁰⁰𝑉0

Trong đó:

X: độ acid chuẩn độ

m: Khối lượng mẫu thử

33

V1: Thể tích NaOH 0,1N dùng để chuẩn độc: Nồng độ chính xác của dung dịch NaOH V0: thể tích phần mẫu thử

2.2.7.2. Tổng chất rắn hòa tan (TSS)

Tổng chất rắn hòa tan (TSS, ^oBrix) xác định bằng Brix kế với 1 lượng nhỏ dịch chuối. 2.2.8. Phương pháp xử lý số liệu

Các hàm mục tiêu được xác định trên mẫu chuối sau xử lý được phân tích thống kê bằng phương pháp phân tích phương sai một yếu tố (one-way ANOVA) nhằm đánh giásựkhác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức xử lý. Phương pháp này cho phép so sánhảnhhưởngcủa các phương pháp bảo quản khác nhau đến các chỉ tiêu chất lượng và vi sinh của chuối, từ đó xác định mức độ tác động của từng nghiệm thức. Sự khác biệt giữa các giá trị trung bình được xem là có ý nghĩa thống kê khi p < 0,05.

LIÊN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

KHO TÀI LIỆU.rar\TÀI LIỆU 2026 – RAR archive, unpacked size 30,053,972 bytes/ FST_086_BAO CAO TONG KET

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KẾT HỢP PLASMA LẠNH MÀNG BAO LÔ HỘI – CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CHUỐI