Đang tải... (xem toàn văn)
Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan tới chất lượng cảm quan của rong nho sau nuôi phục hồi ở môi trường có nồng độ oxy hòa tan khác nhau .... Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan tới hàm lượn
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
LÊ THỊ TƯỞNG
NGHIÊN CỨU SƠ CHẾ VÀ BẢO QUẢN RONG NHO
(Caulerpa lentillifera J Agardh 1837) SAU THU HOẠCH
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
KHÁNH HÒA - 2019
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
LÊ THỊ TƯỞNG
NGHIÊN CỨU SƠ CHẾ VÀ BẢO QUẢN RONG NHO
(Caulerpa lentillifera J Agardh 1837) SAU THU HOẠCH
Ngành đào tạo : Công nghệ Chế biến Thủy sản
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu được thực hiện từ kinh phí của Đề
tài Cấp Nhà nước KC07.08/11-15:“Nghiên cứu công nghệ và thiết bị bảo quản, chế
biến rong nho (Caulerpa lentillifera) quy mô công nghiệp” do ThS Nguyễn Thị Mỹ
Trang, giảng viên Khoa Công nghệ Thực phẩm chủ trì và đã được chủ nhiệm đề tài cho phép sử dụng trong Luận án Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nghiên cứu nào trước đó
Khánh Hòa, 2019
Tác giả luận án
Lê Thị Tưởng
Trang 4
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Luận án này
Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Sau đại học và Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên cứu tại Trường trong những năm qua
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho PGS.TS Vũ Ngọc Bội - Trưởng Khoa Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang và PGS.TS Nguyễn Hữu Đại - Giám đốc Công ty TNHH Đại Phát B Plus, Cam Thịnh Đông, Cam Ranh, Khánh Hòa đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án
Xin chân thành cám ơn ThS Nguyễn Thị Mỹ Trang - Chủ nhiệm đề tài nghiên
cứu khoa học cấp Nhà nước KC07.08/11-15: “Nghiên cứu công nghệ và thiết bị bảo
quản, chế biến rong nho (Caulerpa lentillifera) quy mô công nghiệp” đã hỗ trợ kinh
phí cũng như cho phép sử dụng số liệu để Luận án hoàn thành có chất lượng
Xin chân thành cám ơn dự án VLIR-Network VietNam đã hỗ trợ 1 phần kinh phí thực hiện Luận án Xin chân thành cám ơn các thầy, cô trong Viện Cơ điện Nông nghiệp & Công nghệ Sau thu hoạch và các thầy, cô trong Bộ môn Sau thu hoạch, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam đã hỗ trợ thực hiện các thí nghiệm của Luận án
Xin cám ơn PGS TS Trang Sĩ Trung - Hiệu trưởng Trường Đại học Nha Trang, PGS TS Nguyễn Anh Tuấn - Bộ môn Công nghệ Chế biến Thủy sản, TS Mai Thị Tuyết Nga – Phó trưởng Khoa Công nghệ Thực phẩm, TS Thái Văn Đức - Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, TS Nguyễn Thị Mỹ Hương – Trưởng Bộ môn Công nghệ Sau thu hoạch, TS Nguyễn Trọng Bách – Trưởng Bộ môn Công nghệ Chế biến Thủy sản đã có những góp ý quý báu để tôi có thể hoàn thành Luận án
Xin gửi lời cám ơn các thầy, cô giáo trong các Bộ môn công nghệ Sau thu hoạch, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm và các cán bộ làm việc tại các phòng thí nghiệm - Trung tâm Thí nghiệm Thực hành đã giúp đỡ, hỗ trợ trong suốt quá trình thực hiện Luận án
Sau cùng, xin ghi nhớ và tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã quan tâm, chia sẻ khó khăn và động viên để tôi hoàn thành Luận án này
Trang 5MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN iii
LỜI CẢM ƠN iv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ RONG NHO 3
1.1.1 Tình hình nghiên cứu rong nho ngoài nước 3
1.1.2 Tình hình nghiên cứu rong nho tại Việt Nam 13
1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT TƯƠI BẰNG ĐIỀU CHỈNH KHÔNG KHÍ 26
1.2.1 Phương pháp bảo quản CA 26
1.2.2 Phương pháp bảo quản MAP 27
1.3 NHỮNG BIẾN ĐỔI CHÍNH CỦA THỰC VẬT TƯƠI KHI BẢO QUẢN 31
1.3.1 Các biến đổi vật lý 31
1.3.2 Các biến đổi sinh hóa, hóa học 32
1.4 CÁC YẾU TỐ CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN THỜI GIAN BẢO QUẢN THỰC VẬT TƯƠI 33
1.4.1 Ảnh hưởng chất lượng ban đầu của thực vật tươi 34
1.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí 34
1.4.3 Ảnh hưởng độ ẩm tương đối của không khí 34
1.4.4 Ảnh hưởng của thành phần khí quyển 35
1.4.5 Ảnh hưởng của ánh sáng môi trường 35
1.5 SINH HỌC CỦA RONG BIỂN 36
CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40
Trang 62.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 40
2.1.1 Rong nho nguyên liệu 40
2.1.2 Bao bì, khí nitơ 40
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41
2.2.1 Phương pháp phân tích hóa học 41
2.2.2 Phương pháp phân tích vi sinh 42
2.2.3 Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan 42
2.2.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vật lý 43
2.3 PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 45
2.3.1 Phương pháp tiếp cận các nội dung nghiên cứu 45
2.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định các thông số tối ưu cho từng nội dung nghiên cứu 46
2.4 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 62
2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 63
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 64
3.1 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG RONG NHO TƯƠI NGUYÊN LIỆU 64
3.2 NGHIÊN CỨU SƠ CHẾ RONG NHO TIỀN BẢO QUẢN 66
3.2.1 Nghiên cứu chế độ rửa rong nho nguyên liệu 66
3.2.2 Nghiên cứu chế độ nuôi phục hồi trạng thái (nuôi lại) rong nho tiền bảo quản 72
3.2.3 Nghiên cứu thiết kế thiết bị dùng cho nuôi phục hồi rong nho ở quy mô pilot 81
3.2.4 Nghiên cứu nuôi phục hồi rong nho ở quy mô pilot trên thiết bị đã thiết kế chế tạo 92
3.2.5 Xác định chế độ ly tâm tách bớt nước bám trên bề mặt rong nho sau khi nuôi phục hồi 103
3.2.6 Đề xuất quy trình sơ chế rong nho tươi 105
3.3 NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN RONG NHO TƯƠI 111
3.3.1 Xác định cường độ hô hấp của rong nho 111
3.3.2 Xác định loại bao bì bao gói rong nho 113
3.3.3 Xác định môi trường khí điều biến để bảo quản rong nho tươi 117
3.3.4 Xác định nhiệt độ bảo quản rong nho tươi thích hợp 130
Trang 73.4 ĐÁNH GIÁ CÁC BIẾN ĐỔI VỀ VẬT LÝ, HÓA HỌC VÀ VI SINH VẬT CỦA RONG NHO TƯƠI THEO THỜI GIAN BẢO QUẢN Ở NHIỆT ĐỘ THÍCH HỢP135
3.4.1 Biến đổi chất lượng cảm quan của rong nho tươi 135
3.4.2 Biến đổi trọng lượng của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 136
3.4.3 Biến đổi tỷ lệ hư hỏng của rong nho theo thời gian bảo quản 136
3.4.4 Biến đổi hàm lượng vitamin C của rong nho theo thời gian bảo quản 137
3.4.5 Sự biến đổi hoạt tính khử gốc tự do DPPH của rong nho theo thời gian bảo quản 138
3.4.6 Sự biến đổi hàm lượng polyphenol của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 139
3.4.7 Sự biến đổi chỉ tiêu tổng số vi khuẩn hiếu khí của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 140
3.5 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SƠ CHẾ VÀ BẢO QUẢN RONG NHO TƯƠI THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH KHÍ- MAP 142
3.6 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ THỜI GIAN BẢO QUẢN RONG NHO BẰNG PHƯƠNG PHƯÁP ĐIỀU CHỈNH KHÍ (MAP) VỚI PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN THÔNG THƯỜNG 143
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 147
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 149
TÀI LIỆU THAM KHẢO 150 PHỤ LỤC
Trang 8FW: Fresh weight (Trọng lượng tươi) GAP: Good Agricultural Practices HDPE: High Density Polyetylen KPH: Không phát hiện
LDPE: Low Density Polyetylen
MA: Modified atmosphere (Điều chỉnh khí quyển) MT: Môi trường
MAP: Modified atmosphere packaging (Bao gói điều chỉnh khí quyển)
NMKL: Nordic Committee Food Analysis (Ủy ban phân tích thực phẩm khối Bắc Âu) NĐBQ: Nhiệt độ bảo quản
PA: Polyamide PE: Polyetylen PP: Polypropylen
PVC: Polyvinyl chloride QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
RH: Fresh weight (Độ ẩm tương đối) TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TSVKHK: Tổng số vi khuẩn hiếu khí TĐCQTB: Tổng điểm cảm quan trung bình VSV: Vi sinh vật
Trang 9DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Độ tăng trưởng của rong nho nuôi theo các hình thức khác nhau tại Nhật Bản 5
Bảng 1.2 Thành phần của Caulerpa Lentillifera và Ulva reticulate 8
Bảng 1.3 Hàm lượng khoáng của rong nho 8
Bảng 1.4 Hàm lượng các vitamin (mg/100g) của rong nho 9
Bảng 1.5 Hàm lượng axit amin của rong nho (g/100g mẫu khô) 9
Bảng 1.6 Thành phần khoáng và dinh dưỡng của rong nho 16
Bảng 1.7 Hàm lượng lipid trong rong nho 17
Bảng 1.8 Các axit béo không no trong rong nho 17
Bảng 1.9 So sánh axit béo không no của rong nho (Caulerpa lentillifera) với các loài khác cùng chi Caulerpa ở vùng Ấn Độ Dương 18
Bảng 1.10 Thành phần kim loại nặng trong nước và trong rong nho 18
Bảng 1.11 Kết quả phân tích các vi sinh vật gây bệnh đường ruột trong rong nho 19
Bảng 1.12 Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng trong 100ml nước uống rong nho 24
Bảng 1.13 Tính chất của một số loại màng đơn thông dụng trong bao bì 28
Bảng 1.14 Phân loại hô hấp của thực vật dựa vào cường độ hô hấp 33
Bảng 1.15 So sánh chung quá trình quang hợp và hô hấp ở thực vật 36
Bảng 2.1 Thang điểm cảm quan chuẩn 43
Bảng 2.2 Ma trận quy hoạch thực nghiệm với các biến ảo của công đoạn nuôi rong phục hồi rong nho 53
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của rong nho tươi nguyên liệu 64
Bảng 3.2 Hàm lượng kim loại nặng của rong nho tươi nguyên liệu 64
Bảng 3.3 Kết quả phân tích vi sinh vật của rong nho tươi nguyên liệu 64
Bảng 3.4 Xác định tỷ lệ rong lành vết thương, tỷ lệ rong mọc nhánh và cường độ màu xanh lục của rong nho 78
Bảng 3.5 Phân tích ANOVA về tỷ lệ rong lành vết thương 79
Bảng 3.6 Kiểm chứng số liệu từ thực nghiệm và phương trình hồi quy theo chế độ nuôi lại rong nho đã chọn 80
Bảng 3.7 Thành phần hóa học của rong nho sau khi nuôi phục hồi 93
Trang 10Bảng 3.8 Thành phần hóa học cơ bản của rong nho sau khi nuôi phục hồi 96
Bảng 3.9 Thành phần hóa học của rong nho sau khi nuôi phục hồi 99
Bảng 3.10 Thành phần hóa học cơ bản của rong nho sau khi nuôi phục 101
Bảng 3.11 Tỷ lệ rong lành vết thương, tỷ lệ rong mọc nhánh và thời gian bảo quản rong nho theo thời gian nuôi phục hồi rong nho 102
Bảng 3.12 Kết quả đánh giá cảm quan và thời gian bảo quản rong nho 106
Bảng 3.13 Thành phần amino acid của rong nho trước và sau khi sơ chế 107
Bảng 3.14 Thành phần axit béo của rong nho trước và sau sơ chế 107
Bảng 3.15 Thành phần một số khoáng chất của rong nho trước và sau khi sơ chế 108
Bảng 3.16 Hàm lượng một số kim loại nặng của rong nho trước và sau khi sơ chế 109
Bảng 3.17 Hàm lượng một số Vitamin của rong nho trước và sau khi sơ chế 109
Bảng 3.18 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vi sinh vật của rong nho trước và sau khi sơ chế 109
Bảng 3.19 Ảnh hưởng của tỷ lệ khí nitơ đến chất lượng và thời gian bảo quản rong nho tươi 129
Bảng 3.20 Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của rong nho tươi sau 18 ngày bảo quản bằng phương pháp MAP và phương pháp TT 144
Bảng 3.21 Kết quả phân tích một số thành phần hóa học cơ bản của rong nho sau 18 ngày bảo quản bằng phương pháp MAP và phương pháp TT 144
Bảng 3.22 Kết quả đánh giá thời hạn bảo quản rong nho tươi bảo quản theo phương pháp MAP và phương pháp TT 144
Trang 11
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Hình ảnh rong nho (Caulerpa lentillifera J Agardh, 1837) 4
Hình 1.2 Sơ đồ quy trình bảo quản và chế biến rong nho tại Việt Nam 20
Hình 1.3 Thân đứng rong nho 20 ngày tuổi 22
Hình 1.4 Thân đứng rong nho 30 ngày tuổi 22
Hình 1.5 Thân đứng rong nho 40 ngày tuổi 22
Hình 1.6 Thân đứng rong nho 50 ngày tuổi 23
Hình 1.7 Nước uống rong nho 23
Hình 1.8 Mô tả quá trình hô hấp hiếu khí 32
Hình 1.9 Mô tả quá trình hô hấp yếm khí 33
Hình 2.1 Hình ảnh về rong nho (Caulerpa lentillifera) nguyên liệu 40
Hình 2.2 Sơ đồ tiếp cận các nội dung nghiên cứu của Luận án 45
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng nước rửa rong nho thích hợp 47
Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm rửa rong nho thích hợp 48
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định số lần rửa rong nho thích hợp 49
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ rong trong môi trường nuôi thích hợp 50
Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian nuôi thích hợp 51
Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng oxy hòa tan thích hợp 52
Hình 2.9 Sơ đồ thí nghiệm xác định loại bao bì bảo quản thích hợp 58
Hình 2.10 Sơ đồ thí nghiệm xác định môi trường điều biến khí bảo quản rong nho tươi 60
Hình 2.11 Sơ đồ thí nghiệm xác định nhiệt độ bảo quản thích hợp 61
Hình 3.1 Ảnh hưởng lượng nước rửa đến TSVKHK của rong nho sau rửa 66
Hình 3.2 Ảnh hưởng lượng nước rửa đến chất lượng cảm quan rong nho sau rửa 67
Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian rửa đến TSVKHK của rong nho sau rửa 68
Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian rửa đến TĐCQTB của rong nho sau rửa 69
Hình 3.5 Ảnh hưởng số lần rửa đến TSVKHK của rong nho sau rửa 70
Hình 3.6 Ảnh hưởng số lần rửa đến TĐCQTB của rong sau rửa 71
Hình 3.7 Ảnh hưởng tỷ lệ rong trong môi trường nuôi đến tỷ lệ rong lành vết thương 72
Trang 12Hình 3.8 Ảnh hưởng tỷ lệ rong trong môi trường nuôi đến cường độ màu xanh lục của
rong nho 73
Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gian nuôi đến tỷ lệ rong lành vết thương 74
Hình 3.10 Ảnh hưởng thời gian nuôi đến cường độ màu xanh lục của rong nho 75
Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ oxy hòa tan đến tỷ lệ rong lành vết thương 76
Hình 3.12 Ảnh hưởng nồng độ oxy hòa tan đến cường độ màu xanh lục của rong 77
Hình 3.13 Rong bị tổn thương sau khi thu hoạch 81
Hình 3.14 Rong lành vết thương sau khi sơ chế 81
Hình 3.15 Màu sắc của rong trước khi sơ chế 81
Hình 3.16 Màu sắc của rong sau khi sơ chế 81
Hình 3.17 Tiết diện mặt cắt ngang của buồng thiết bị nuôi phục hồi rong nho ở quy mô pilot 84
Hình 3.18 Kích thước cơ bản khung chịu lực buồng nuôi của thiết bị nuôi phục hồi rong nho 85
Hình 3.19 Kích thước cơ bản của khung giá đỡ thiết bị động lực 85
Hình 3.20 Nguyên lý của hệ thống sơ chế rong nho 88
Hình 3.21 Bể sơ chế rong nho (Ghi chú: FS: Công tác phao) 91
Hình 3.22 Thiết bị làm lạnh nước biển kiểu ống xoắn 91
Hình 3.23 Thiết bị nuôi phục hồi rong nho, năng suất 300kg nguyên liệu/mẻ 92
Hình 3.24 Cụm tổ hợp các cơ cấu điều khiển của hệ thống thiết bị nuôi phục hồi rong nho 92
Hình 3.25 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chất lượng cảm quan của rong nho 93
Hình 3.26 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng vitamin C của rong nho 93
Hình 3.27 Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan tới chất lượng cảm quan của rong nho sau nuôi phục hồi ở môi trường có nồng độ oxy hòa tan khác nhau 95
Hình 3.28 Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan tới hàm lượng vitamin C của rong nho sau nuôi phục hồi trong môi trường có nồng độ oxy hòa tan khác nhau 95
Hình 3.29 Ảnh hưởng của cường độ sáng tới chất lượng cảm quan của rong nho sau nuôi phục hồi 98
Trang 13Hình 3.30 Ảnh hưởng của cường độ sáng tới hàm lượng vitamin C của rong nho sau nuôi phục hồi 98 Hình 3.31 Ảnh hưởng của lượng nguyên liệu trong môi trường nuôi đến chất lượng cảm quan của rong nho 100 Hình 3.32 Ảnh hưởng thời gian ly tâm đến lượng nước tách ra và tỷ lệ rong bị dập 104 Hình 3.33 Quy trình sơ chế rong nho tươi ở quy mô pilot 105 Hình 3.34 Cường độ hô hấp của rong nho (mgCO2/kg.h) 112 Hình 3.35 Ảnh hưởng của bao bì đến chất lượng cảm quan rong nho theo thời gian bảo quản 113 Hình 3.36 Ảnh hưởng của bao bì đến tỷ lệ hao hụt trọng lượng của rong nho theo thời gian bảo quản 114 Hình 3.37 Ảnh hưởng của bao bì đến tỷ lệ hư hỏng rong nho theo thời gian bảo quản 115 Hình 3.38 Ảnh hưởng của bao bì đến sự biến đổi tổng số vi khuẩn hiếu khí của rong nho theo thời gian bảo quản 116 Hình 3.39 Ảnh hưởng của môi trường bảo quản đến chất lượng cảm quan của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 117 Hình 3.40 Ảnh hưởng của môi trường bảo quản đến sự hao hụt trọng lượng của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 119 Hình 3.41 Ảnh hưởng của môi trường bảo quản đến sự biến đổi cường độ màu xanh lục của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 120 Hình 3.42 Ảnh hưởng của môi trường bảo quản đến tỷ lệ hư hỏng của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 121 Hình 3.43 Ảnh hưởng của môi trường bảo quản đến hàm lượng vitamin C của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 123 Hình 3.44 Ảnh hưởng của môi trường khí điều biến đến sự biến đổi hàm lượng polyphenol tổng của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 124 Hình 3.45 Ảnh hưởng của môi trường điều biến khí đến hoạt tính khử gốc tự do (DPPH) của dịch chiết từ rong nho tươi theo thời gian bảo quản 125 Hình 3.46 Ảnh hưởng của môi trường khí điều biến đến sự biến đổi tổng số vi khuẩn hiếu khí của rong nho tươi theo thời gian bảo quản 126