Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) sau thu hoạch

Chia sẻ: Quenchua Quenchua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:219

Thêm vào BST

Báo xấu

86
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án cung cấp thêm các dữ liệu khoa học về giá trị dinh dưỡng, sinh học của rong nho. Mặt khác Luận án cũng xây dựng được quy trình sơ chế, bảo quản rong nho theo phương pháp điều chỉnh khí MAP và đánh giá được sự biến đổi về chất lượng của rong nho theo thời gian bảo quản, ... Kết quả nghiên cứu của Luận án là dữ liệu khoa học mới về rong nho, phục vụ trong công tác giảng dạy, nghiên cứu tại Trường Đại học Nha Trang cũng như một số các Trường và Viện nghiên cứu khác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) sau thu hoạch

BỘ 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
BỘ 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 Mã số : 9540105 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Vũ Ngọc Bội PGS. TS. Nguyễn Hữu Đại KHÁNH HÒA - 2019
LỜI 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 iii
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. iv
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... iii LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................................iv MỤC LỤC ...................................................................................................................... v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................... viii DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ ix DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................. xi TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN .......................................... xv MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1 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 v
2.1. 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 vi
3.4. 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 vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ATVSTP: An toàn vệ sinh thực phẩm BB1: Bao bì 1 BB: Bao bì 2 BB3: Bao bì 3 BTNMT: Bộ Tài nguyên Môi trường BYT: Bộ Y tế CA: Controlled atmosphere (Không khí được kiểm soát) CLCQ: Chất lượng cảm quan CK: Chân không CS: Cộng sự DPPH: 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl DW: Dry weight (Trọng lượng khô) ĐCQ: Điểm cảm quan FCR: Folin Ciocalteu FW: 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 viii
DANH 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 ix
Bảng 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 x
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 xi
Hình 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 xii
Hình 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 xiii
Hình 3.47. Rong nho sau 18 ngày bảo quản trong bao bì PA, có điều chỉnh môi trường khí bảo quản bằng nitơ 90% ....................................................................................... 128 Hình 3.48. Rong nho sau 15 ngày bảo quản trong bao bì PA, có điều chỉnh môi trường khí bảo quản bằng chân không 65% ........................................................................... 128 Hình 3.49. Rong nho sau 12 ngày bảo quản trong bao bì PA, không điều chỉnh môi trường khí bảo quản .................................................................................................... 129 Hình 3.50. Ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản đến chất lượng cảm quan của rong nho tươi ... 130 Hình 3.51. Ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản đến tỷ lệ hư hỏng của rong nho tươi ........ 131 Hình 3.52. Ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản đến hao hụt trọng lượng rong nho ........... 132 Hình 3.53. Ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản đến TSVKHK của rong nho .................... 133 Hình 3.54. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của rong nho tươi theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 260C ± 30C ................................................................................................. 135 Hình 3.55. Sự hao hụt trọng lượng của rong nho tươi theo theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 260C ± 30C .................................................................................................... 136 Hình 3.56. Sự biến đổi tỷ lệ hư hỏng của rong nho tươi theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 260C ± 30C ............................................................................................................. 137 Hình 3.57. Sự biến đổi hàm lượng vitamin C của rong nho theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 260C ± 30C .................................................................................................... 138 Hình 3.58. Sự biến đổi hoạt tính khử gốc tự do DPPH của rong nho tươi theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 260C ± 30C ................................................................................. 139 Hình 3.59. Sự biến đổi hàm lượng polyphenol tổng số của rong nho theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 260C ± 30C ........................................................................................ 140 Hình 3.60. Sự biến đổi chỉ số TSVKHK của rong nho theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 260C ± 30C ............................................................................................................. 141 Hình 3.61. Quy trình sơ chế, bảo quản rong nho tươi bằng phương pháp MAP ....... 142 Hình 3.62. Rong nho bảo quản được 18 ngày theo phương pháp MAP .................... 146 Hình 3.63. Rong nho bảo quản được 6 ngày theo phương pháp TT .......................... 146 xiv
TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Đề tài luận án: Nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) sau thu hoạch Ngành/Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thủy sản Mã số: 9540105 Nghiên cứu sinh: Lê Thị Tưởng Khóa: 2012 Người hướng dẫn: 1. PGS. TS. Vũ Ngọc Bội 2. PGS. TS. Nguyễn Hữu Đại Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Nha Trang Nội dung: Luận án đã thu được một số kết quả mới bổ sung vào lĩnh vực nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho tươi: 1) Đã xác định được các điều kiện thích hợp cho quá trình sơ chế rong nho (gồm quá trình rửa và nuôi phục hồi rong nho) như sau: Điều kiện thích hợp cho quá trình rửa rong nho: lượng nước rửa: 15 lít/kg rong nho, thời gian rửa: 8 phút/lần và số lần rửa: 3 lần. Điều kiện thích hợp cho quá trình nuôi phục hồi rong nho: tỷ lệ rong trong môi trường nước nuôi: 2%; thời gian nuôi: 2 ngày; lượng oxy hòa tan trong nước: 8 mg/l; cường độ ánh sáng từ 10-15klux, nhiệt độ môi trường nuôi 280C. Rong nho nuôi trong điều kiện trên có tỷ lệ rong lành vết thương 95,7% cường độ màu xanh lục 43,7%, tổng số vi khuẩn hiếu khí còn lại trên rong 323 cfu/g và chất lượng cảm quan rong nho đạt chất lượng tốt theo TCVN 3215-79. 2) Luận án đã thiết kế và chế tạo được thiết bị nuôi tuần hoàn dùng trong sơ chế rong nho ở quy mô pilot, năng suất 300kg nguyên liệu/mẻ. Thiết bị làm việc trên nguyên lý: bể làm việc tĩnh với quá trình động thực hiện bằng sự lưu chuyển của dòng nước tuần hoàn và sục khí. Thiết bị chế tạo hình chữ nhật làm bằng vật liệu inox 304, kích thước 6000mm1080mm, đáy cong. Thiết bị đầy đủ các sensor cảm biến điều chỉnh nhiệt độ trong phạm vi 200C ÷ 300C, nồng độ muối từ 0 ÷ 10%, nồng độ oxy hòa tan từ 0÷20mg/lít. Rong sơ chế 2 ngày trên thiết bị đã chế tạo có tỷ lệ rong phục hồi (tỷ lệ rong lành vết thường) >80% và rong đạt tiêu chuẩn chất lượng dùng ăn tươi theo quy định hiện hành của Bộ Y Tế, Việt Nam. 3) Luận án đã xác định được điều kiện thích hợp cho quá trình bảo quản rong nho tươi bằng phương pháp MAP: Rong nho tươi sau khi sơ chế ở điều kiện thích hợp được bao gói trong bao bì PA, môi trường khí bảo quản bằng nitơ 90%, nhiệt độ bảo xv
quản từ 230C đến 290C. Với các điều kiện trên rong nho tươi bảo quản được 18 ngày vẫn đạt chất lượng cảm quan loại khá theo TCVN3215-79, tỷ lệ rong nho hư hỏng gần 7%, tỷ lệ hao hụt trọng lượng 14,8%, hàm lượng vitamin C còn lại 0,0106 mg/g, hàm lượng polyphenol tổng số còn lại 0,077 mgGAE/gFW, hiệu quả khử gốc tự do DPPH còn lại 39,8% so với rong trước khi bảo quản. 4) Luận án đã đánh giá được các biến đổi về chất lượng rong nho sau 18 ngày bảo quản theo phương pháp MAP. Kết quả bảo quản cho thấy sau 18 ngày bảo quản hàm lượng polyphenol tổng số giảm gần 50%, hàm lượng vitamin C giảm 35%, các chất có hoạt tính khử gốc tự do DPPH giảm gần 30%, hàm lượng protein giảm 15%, hàm lượng lipid giảm 18%, tỷ lệ hư hỏng tăng 6,6%, tỷ lệ hao hụt trọng lượng tăng 15%. Riêng hàm lượng tro và chất xơ khá ổn định trong suốt thời gian bảo quản. 5) Luận án đã đề xuất được quy trình sơ chế, bảo quản rong nho theo phương pháp MAP: thu nhận rong nho từ 35-40 ngày tuổi, sau đó loại bỏ thần thân bò, thu phần thân đứng không bị dập vỡ, có kích thước đồng đều, có màu xanh lục đặc trưng và có chiều dài >6cm. Tiến hành rửa bằng nước biển sạch với tỷ lệ nước so với rong: 15lít/kg, thời gian rửa: 8 phút/lần, số lần rửa: 3 lần. Sau đó nuôi phục hồi rong nho trong thiết bị tuần hoàn liên tục với tỷ lệ rong trong môi trường nuôi: 2%; thời gian nuôi: 2 ngày; lượng oxy hòa tan trong nước: 8 mg/l; cường độ ánh sáng từ 10-15klux, nhiệt độ môi trường nuôi 280C. Kết thúc thời gian nuôi phục hồi, vớt rong ra, ly tâm để tách bớt 10% nước bám trên rong nho. Sau đó, bao gói rong nho bằng bao bì PA, bơm khí nitơ 90% và bảo quản ở nhiệt độ thích hợp 260C ± 30C. Sau 18 ngày bảo quản rong nho tươi trong điều kiện như trên, chất lượng rong nho giảm không đáng kể. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU SINH PGS. TS. Vũ Ngọc Bội PGS. TS. Nguyễn Hữu Đại Lê Thị Tưởng xvi
MỞ ĐẦU Rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh, 1837) là một loài rong có giá trị kinh tế, thuộc chi rong Cầu lục (Caulerpa), rất phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [57], [109], [110], [115]. Trên thế giới, rong nho được biết đến từ những năm 70 của thế kỷ 16 và ngày nay rong nho được nuôi trồng ở một số nước: Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Philippin và Việt Nam. Những năm đầu của thế kỷ 20, các nhà khoa học Việt Nam đã phát hiện một số loài của chi rong cầu Lục ở các vùng triều ven biển, ven các đảo như đảo Lý Sơn (Quảng Ngãi), Phú Quý (Bình Thuận), Phú Quốc ( Kiên Giang). Tuy nhiên giống rong nho phát hiện ở Việt Nam có kích thước nhỏ nên không được phát triển nuôi trồng. Rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh, 1837) được PGS. TS. Nguyễn Hữu Đại di nhập từ Nhật Bản về nuôi trồng đầu tiên tại Khánh Hòa. Hiện nay rong nho được phát triển nuôi trồng tại các địa phương Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận và Phú Yên [6], [8], [9]. Rong nho là loài có giá trị về sinh học và dinh dưỡng. Rong nho chứa nhiều vitamin nhóm A, nhóm B, nhóm C, polyphenol, chlorophyll, các khoáng vi lượng (như sắt, iod, calcium...) cần thiết cho cơ thể con người. Rong nho chứa hàm lượng protein và lipit thấp nhưng lại chứa các axit amin và axit béo thiết yếu cần thiết mà cơ thể con người không tự tổng hợp được. Đặc biệt, rong nho còn chứa caulerpin - một chất có hoạt tính sinh học giúp giảm cholesterol toàn phần trong huyết thanh, điều hòa huyết áp, kháng ung thư, chống đông máu, kháng virus, chống oxy hóa, … [6], [61], [63], [88], [93], [95], [108, [100]. Ngày nay nhu cầu tiêu thụ rong nho tại Việt Nam và trên thế giới ngày càng tăng. Giá rong nho tại thị trường Nhật Bản khoảng 10USD/kg rong nho tươi, còn ở Việt Nam khi nhập vào Nhật khoảng 5USD/kg. Một số nước Đông Nam Á coi rong nho như một món rau cao cấp và được đánh giá như “trứng cá Hồi xanh” [111]. Rong nho tươi có hàm lượng nước cao lên đến 94% và có cấu trúc mô rong lỏng lẻo, sắc tố dễ bị hủy hoại bởi các tác nhân vật lý nên rong nho tươi nhanh chóng bị hư hỏng trong quá trình bảo quản ở điều kiện tự nhiên. Do vậy, khả năng phát triển thương mại sản phẩm rong nho tươi bị hạn chế. Vì thế việc nghiên cứu để đưa ra các giải pháp kéo dài thời gian lưu giữ rong nho tươi là cần thiết. Vì vậy, Luận án tiến hành “Nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) sau thu hoạch”. 1
Mục tiêu Luận án Xây dựng được quy trình sơ chế và bảo quản rong nho tươi trên 10 ngày. Nội dung nghiên cứu của Luận án 1) Nghiên cứu sơ chế rong nho tiền bảo quản. 2) Nghiên cứu bảo quản rong nho bằng phương pháp điều chỉnh khí (MAP). 3) Nghiên cứu đánh giá sự biến đổi về chất lượng của rong nho theo thời gian bảo quản. 4) Đề xuất quy trình sơ chế, bảo quản rong nho theo phương pháp điều chỉnh khí MAP. Ý nghĩa khoa học Luận án cung cấp thêm các dữ liệu khoa học về giá trị dinh dưỡng, sinh học của rong nho. Mặt khác Luận án cũng xây dựng được quy trình sơ chế, bảo quản rong nho theo phương pháp điều chỉnh khí MAP và đánh giá được sự biến đổi về chất lượng của rong nho theo thời gian bảo quản, ... Kết quả nghiên cứu của Luận án là dữ liệu khoa học mới về rong nho, phục vụ trong công tác giảng dạy, nghiên cứu tại Trường Đại học Nha Trang cũng như một số các Trường và Viện nghiên cứu khác. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả của Luận án góp phần hỗ trợ thêm cơ sở khoa học cho doanh nghiệp kinh doanh rong nho trong nước và xuất khẩu. - Nâng cao giá trị kinh tế cho rong nho, tạo đầu ra ổn định cho nghề trồng rong nho, góp phần xóa đói giảm nghèo. - Đánh giá một cách đầy đủ về giá trị của rong nho, làm cơ sở để phát triển các sản phẩm từ rong nho. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ RONG NHO 1.1.1. Tình hình nghiên cứu rong nho ngoài nước  Giới thiệu về rong nho Rong nho biển (Caulerpa lentillifera J. Agardh, 1837) lần đầu tiên được J. Agardh, 1837 mô tả, là một loài rong thuộc chi Cầu lục Caulerpa, một chi rong phổ biến và đa dạng loài, sống ở vùng nhiệt đới và ôn đới ấm. Chi rong này được Lamouroux mô tả năm 1809 với các đặc điểm có màu xanh đậm, gồm phần thân bò chia nhánh có hình trụ tròn, đường kính 1-2mm, trên thân bò mọc ra nhiều thân đứng, trên thân đứng mọc ra nhiều nhánh nhỏ, tận cùng là các khối hình cầu, giống quả nho, đường kính 1,5-3 mm, mọc dày kín xung quanh các thân đứng. Đây là phần có giá trị sử dụng, trên thân bò có nhiều “rễ giả” phân nhánh thành chùm như lông tơ, bám sâu vào đáy bùn. Đặc điểm rong nho có dạng mọc bò gồm phần thân bò mọc dài, phân nhánh vào vật bám nhờ hệ thống rễ. Từ phần thân bò sẽ mọc ra các thân đứng. Phần này rất đa dạng và nhờ đó phân biệt các loài với nhau. Chúng có thể có dạng phiến, có răng cưa hay không, hình lông chim hoặc có dạng những quả cầu nhỏ. Các nhánh đứng này có thể phân nhánh. Hiện nay có hơn 30 loài và dưới loài của chi rong này được tìm thấy ở Philippin, 20 loài và dưới loài được tìm thấy ở Nhật Bản, 14 loài và dưới loài được tìm thấy ở Việt Nam, 11 loài và dưới loài được tìm thấy ở Thái Lan và 9 loài và dưới loài được tìm thấy ở Hawaii [3], [14], [16]. Về mặt phân loại, rong nho thuộc chi rong cầu lục Caulerpa thuộc họ Caulerpaceae, bộ Caulerpales, lớp Chlorophyceae, ngành rong lục Chlorophyta, là chi rong biển rất phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, thành phần loài của chúng rất đa dạng nhưng trong đó rong nho là loài có giá trị nhất. Theo Yoshida, hệ thống phân loại rong nho như sau: Ngành Chlorophyta; Lớp Chlorophyceae; Bộ Caulerpales; Họ Caulerpaceae; Chi Caulerpa; Loài Caulerpa lentillifera [112], [113]. Theo J. Agardh 1837, Caulerpa lentillifera là một loài thực vật thân bò có thể phát triển chiều cao lên đến 10cm. Phân nhánh bò lan, cắt ngang phần thân bò đo được đường kính là 1-1,5mm, rong nho có một thân bò, các thân đứng mọc từ thân bò, thân đứng được bao phủ bởi các tiểu cầu xung quanh, đường kính tiểu cầu đo được từ 1- 3mm, rong nho thường được tìm thấy trên bãi cát lẫn bùn, nơi có dòng nước chảy nhẹ. 3
Hình 1.1. Hình ảnh rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh, 1837)  Hình thức sinh sản: Theo nghiên cứu của Trono và Granzon – Fortes (1988), rong nho sinh sản bằng cả hai hình thức là sinh sản hữu tính và sinh sản sinh dưỡng, nhưng chủ yếu là sinh sản sinh dưỡng [42], [71], [113].  Sinh sản sinh dưỡng: Tất cả các bộ phận dinh dưỡng của rong nho đều có thể phát triển thành cây rong mới. Trong hình thức sinh sản sinh dưỡng của rong nho, phần thân bò sẽ mọc dài ra, phân nhánh và mọc ra các nhánh đứng. Các nhánh nhỏ hình cầu này cũng có thể tái sinh lại toàn bộ thành một cây rong mới. Cách sinh sản sinh dưỡng của rong nho thao tác dễ dàng, ít tốn kém và nhất là có hiệu quả cao nên đã được áp dụng rất rộng rãi. Sau khi được trồng bằng hình thức sinh sản sinh dưỡng từ các đoạn rong nho đã bị cắt khúc, rong nho sẽ phát triển và có thể đạt tốc độ tăng trưởng chiều dài của các nhánh đứng khoảng 2cm/ngày trong điều kiện thuận lợi.  Sinh sản hữu tính: Từ mùa xuân đến mùa hè hàng năm, ở thời điểm này thời tiết thường ấm áp, khi đó rong nho sinh sản theo hình thức hữu tính, các tế bào sinh dưỡng ở vùng vỏ của các nhánh nhỏ hình cầu tích lũy đầy chất dinh dưỡng, biến thành các tế bào sinh sản đực và cái hay còn gọi là giao tử đực và giao tử cái, có 2 roi có thể bơi lội được. Những giao tử này được phóng thích vào môi trường nước và sẽ kết hợp với nhau thành hợp tử, hợp tử sẽ bám trên sỏi, đá và nảy mầm phát triển thành cây con.  Nuôi trồng ở Nhật Bản (Okinawa) [83], [105]: Kỹ thuật nuôi trồng rong nho tại đây là sử dụng cách sinh sản sinh dưỡng với phương pháp trồng treo. Các đoạn rong dài chừng 10cm, nặng 10g, được treo trong các túi lưới hình trụ và các túi lưới này được treo trong nước biển. Nếu vùng nuôi quá nông không thể treo được, có thể sử 4