luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ chế biến puree và nước chuối trong từ quả chuối tiêu hồng

Ành h°ãng cÿa xÿ lý nhiát kÁt hÿp vßi điều chßnh pH thÃp và bá sung axit ascorbic đÁn ho¿t đá PPO và chÃt l°ÿng cÿa puree chuái.. Ành h°ãng cÿa axit ascorbic đÁn ho¿t đá PPO và chÃt l°ÿn

Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O Bà NÔNG NGHIàP VÀ PTNT

VIàN C¡ ĐIàN VÀ CÔNG NGHà SAU THU HO¾CH

==========================================

TRÄN THà THU HOÀI

NGHIÊN CĀU CÔNG NGHà CH¾ BI¾N PUREE VÀ N¯àC CHUÞI TRONG TĂ QUÀ CHUÞI TIÊU HàNG

LUÂN ÁN TI¾N S) Kþ THUÂT

HÀ NÞI – 2023

Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O Bà NÔNG NGHIàP VÀ PTNT

VIàN C¡ ĐIàN VÀ CÔNG NGHà SAU THU HO¾CH

==========================================

TRÄN THà THU HOÀI

NGHIÊN CĀU CÔNG NGHà CH¾ BI¾N PUREE VÀ N¯àC CHUÞI TRONG TĂ QUÀ CHUÞI TIÊU HàNG

LUÂN ÁN TI¾N S) Kþ THUÂT

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHà SAU THU HO¾CH

LâI CÀM ¡N

Để hoàn thành luÁn án này, tôi xin bày tß lòng biÁt ¢n chân thành và sâu sÃc nhÃt đÁn PGS.TS Ph¿m Anh TuÃn và TS Lê Hà HÁi, nhāng ng°ái ThÅy đã tÁn tâm giúp đỡ, h°ßng d¿n, chß bÁo và đáng viên tôi trong suát quá trình thực hián luÁn án Tôi xin gÿi lái cÁm ¢n chân thành đÁn Lãnh đ¿o Vián C¢ đián NN và Công nghá sau thu ho¿ch, Lãnh đ¿o và tÃt cÁ các đßng nghiáp cÿa Trung tâm nghiên cāu chÁ biÁn NSTP- n¢i tôi công tác, đã t¿o điều kián về thái gian và c¢ sã vÁt chÃt cũng nh° nhāng chia sẻ kinh nghiám chuyên môn

Xin đ°ÿc trân trọng cÁm ¢n tßi Lãnh đ¿o và cán bá cÿa các đ¢n vá: Bá môn Vi sinh, Bá môn BÁo quÁn, Trung tâm nghiên cāu và kiểm tra chÃt l°ÿng NSTP, Phòng Khoa học Vián C¢ đián NN và công nghá STH đã giúp đỡ và t¿o điều kián thuÁn lÿi cho tôi trong suát thái gian học tÁp và thực hián luÁn án

Tôi xin bày tß lòng biÁt ¢n đÁn nhāng ng°ái thân trong gia đình tôi đã luôn ÿng há, giúp đỡ và sẻ chia trong suát thái gian dài cÿa quá trình thực hián luÁn án

Xin trân trọng cÁm ¢n!

MĀC LĀC

LàI CÀM ¡N i

LàI CAM ĐOAN ii

DANH MĀC CÁC KÝ HIàU VÀ CHĀ VIÀT TÂT viii

1.1 Táng quan về cây chuái và sÁn phẩm sau thu ho¿ch 4

1.1.1 Ngußn gác, phân bá và phân lo¿i giáng chuái 4

1.1.1.1 Ngußn gác và phân bá 4

1.1.1.2 Phân lo¿i giáng chuái theo bá gen 4

1.1.1.3 Đặc tính sinh lý cÿa quÁ chuái sau thu ho¿ch 4

1.1.2 Thành phÅn hóa học và giá trá dinh d°ỡng cÿa quÁ chuái 5

1.1.3 Quy trình công nghá phá biÁn trong sÁn xuÃt puree và tiêu chuẩn chÃt l°ÿng 6

1.1.3.1 Quy trình công nghá sÁn xuÃt puree chuái 6

1.1.3.2 Tiêu chuẩn chÃt l°ÿng cÿa puree chuái 7

1.2 Táng quan các nghiên cāu về đặc tính cÿa nguyên liáu chuái 8

1.2.1 Sự biÁn đái thành phÅn hóa học và cÃu trúc thát quÁ chuái theo đá chín 8

1.2.1.1 BiÁn đái thành phÅn hóa học cÿa thát quÁ chuái theo đá chín 8

1.2.2 Enzyme gây nâu hóa và các giÁi pháp āc chÁ và kiểm soát 16

1.2.2.1 C¢ chÁ hình thành sÃc tá melanin 17

1.2.2.2 Đặc tính sinh hóa cÿa PPO 17

1.2.2.3 Các kÁt quÁ nghiên cāu āc chÁ và kiểm soát enzyme nâu hóa 18

1.3 Táng hÿp các kÁt quÁ nghiên cāu chÁ biÁn puree chuái 24

1.4 Táng hÿp các kÁt quÁ nghiên cāu chÁ biÁn n°ßc chuái trong 28

1.5 Công nghá xÿ lý enzyme trong chÁ biÁn rau quÁ 40

1.6 Tình hình nghiên cāu và āng dāng công nghá chÁ biÁn puree chuái và n°ßc chuái t¿i Viát Nam 41

1.6.1 Tình hình nghiên cāu āng dāng công nghá chÁ biÁn puree chuái 41

1.6.2 Tình hình nghiên cāu và āng dāng công nghá chÁ biÁn n°ßc chuái 42

1.7 Táng hÿp luÁn giÁi nhāng vÃn đề cÅn nghiên cāu 43

CH¯¡NG 2 NGUYÊN VÀT LIàU VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĀU 44

2.1 Nguyên vÁt liáu nghiên cāu 44

2.1.1 Nguyên liáu nghiên cāu 44

2.3.1.1 Quy trình thực nghiám chÁ biÁn puree chuái 47

2.3.1.2 Quy trình thực nghiám tách chiÁt n°ßc chuái trong 48

2.3.2 Ph°¢ng pháp nghiên cāu thực nghiám 48

2.3.2.1 Ph°¢ng pháp thực nghiám khÁo sát sự biÁn đái mát sá chß tiêu lý hóa và cÃu trúc cÿa thát quÁ chuái tiêu hßng trong quá trình chín bằng xÿ lý khi ethylene 48

2.3.2.2 Ph°¢ng pháp thực nghiám các yÁu tá Ánh h°ãng trong quá trình chÁ biÁn puree chuái 49

2.3.2.3 Ph°¢ng pháp thực nghiám đa yÁu tá và tái °u hóa quá trình chÁ biÁn puree chuái 50

2.3.2.4 Ph°¢ng pháp thực nghiám Ánh h°ãng cÿa enzyme đÁn quá trình tách h¿t chuái

2.3.3.3 Ph°¢ng pháp phân tích cÃu trúc bằng kính hiển vi quang học: 57

2.3.4 Ph°¢ng pháp phân tích đánh giá chÃt l°ÿng cÁm quan 58

2.3.5 Ph°¢ng pháp tháng kê và xÿ lý sá liáu 60

CH¯¡NG 3 KÀT QUÀ VÀ THÀO LUÀN 61

3.1 KÁt quÁ nghiên cāu phân tích đặc tính c¢ lý, hóa học và cÃu trúc cÿa nguyên liáu chuái tiêu hßng 61

3.1.1 Ành h°ãng cÿa đá chín đÁn mát sá chß tiêu lý hóa cÿa thát chuái tiêu hßng 61

3.1.1.1 Sự biÁn đái đá cāng 62

3.1.1.2 Sự biÁn đái hàm l°ÿng tinh bát 62

3.1.1.3 Sự biÁn đái hàm l°ÿng đ°áng táng 62

3.1.1.4 Sự biÁn đái hàm l°ÿng chÃt rÃn hòa tan táng sá (TSS) 62

3.1.1.5 Sự biÁn đái hàm l°ÿng axit (TA) 62

3.1.1.6 Sự biÁn đái hàm l°ÿng tanin 63

3.1.2 Ành h°ãng cÿa đá chín đÁn cÃu trúc thát quÁ chuái tiêu hßng 63

3.1.2.1 Sự phân bá tinh bát 63

3.1.2.2 Sự phân bá cÿa tanin 64

3.1.2.3 Sự phân tách thành tÁ bào 65

3.2 KÁt quÁ nghiên cāu công nghá sÁn xuÃt puree chuái chÃt l°ÿng cao 66

3.2.1 Ành h°ãng cÿa nhiát đá và thái gian xÿ lý nhiát đÁn ho¿t đá PPO và chÃt l°ÿng puree chuái 66

3.2.1.1 Ành h°ãng cÿa nhiát đá đÁn ho¿t đá PPO và chÃt l°ÿng cÿa puree chuái 66

3.2.1.2 Ành h°ãng cÿa thái gian xÿ lý đÁn ho¿t đá PPO và chÃt l°ÿng cÿa puree chuái 69

3.2.2 Ành h°ãng cÿa xÿ lý nhiát kÁt hÿp vßi điều chßnh pH thÃp và bá sung axit

ascorbic đÁn ho¿t đá PPO và chÃt l°ÿng cÿa puree chuái 72

3.2.2.1 Ành h°ãng xÿ lý nhiát kÁt hÿp vßi điều chßnh pH thÃp đÁn ho¿t đá PPO và chÃt l°ÿng puree chuái 72

3.2.2.2 Ành h°ãng cÿa axit ascorbic đÁn ho¿t đá PPO và chÃt l°ÿng cÿa puree chuái trong quá trình xÿ lý nhiát ã điều kián pH thích hÿp 75

3.2.3 Ành h°ãng cÿa xÿ lý nhiát kÁt hÿp điều chßnh pH thÃp và bá sung axit ascorbic trong môi tr°áng N2 đÁn chÃt l°ÿng cÿa puree chuái 77

3.2.4 KÁt quÁ thực nghiám đa yÁu tá và tái °u hóa 80

3.2.4.1 C¢ sã lÁp luÁn chọn biÁn cho quy ho¿ch thực nghiám đa yÁu tá 80

3.2.5.2 KÁt quÁ thực nghiám xÿ lý tách h¿t chuái bằng enzyme 93

3.2.6 KÁt quÁ phân tích đánh giá chÃt l°ÿng puree chuái sau chÁ biÁn và trong quá trình bÁo quÁn 97

3.2.6.1 KÁt quÁ phân tích chÃt l°ÿng sÁn phẩm puree sau chÁ biÁn 97

3.2.6.2 KÁt quÁ phân tích chÃt l°ÿng sÁn phẩm puree trong quá trình bÁo quÁn 98

3.2.7 Đề xuÃt quy trình công nghá chÁ biÁn Puree chuái chÃt l°ÿng cao 100

3.2.7.1 S¢ đß công nghá chÁ biÁn puree chuái chÃt l°ÿng cao 100

3.2.7.2 ThuyÁt minh quy trình công nghá 101

3.3 KÁt quÁ nghiên cāu công nghá tách chiÁt n°ßc chuái trong từ sÁn phẩm Puree ch°a tách h¿t 103

3.3.1 KÁt quÁ khÁo sát Ánh h°ãng cÿa đá chín và xÿ lý l¿nh đông đÁn khÁ năng tách chiÁt n°ßc chuái 103

3.3.2 KÁt quÁ thực nghiám Ánh h°ãng cÿa nhiát đá biÁn tính bằng lanh đông đÁn hiáu suÃt thu hßi và chÃt l°ÿng n°ßc chuái 104

3.3.3 KÁt quÁ thực nghiám Ánh h°ãng cÿa quá trình xÿ lý bằng enzyme pectinase Utral SP - L đÁn hiáu suÃt, đá trong và hàm l°ÿng chÃt khô hòa tan (TSS) cÿa n°ßc chuái 106

3.3.3.1 Ành h°ãng cÿa nßng đá enzyme đÁn hiáu suÃt, đá trong và TSS cÿa n°ßc chuái 106

3.3.3.2 Ành h°ãng cÿa nhiát đá xÿ lý enzyme đÁn hiáu suÃt, đá trong và TSS cÿa

n°ßc chuái 107

3.3.3.3 Ành h°ãng cÿa thái gian xÿ lý enzyme đÁn hiáu suÃt, đá trong và TSS cÿa n°ßc chuái 108

3.3.4 KÁt quÁ thực nghiám Ánh h°ãng cÿa công suÃt và thái gian xÿ lý bằng siêu âm đÁn hiáu suÃt thu hßi và chÃt l°ÿng n°ßc chuái 110

3.3.4.1 Ành h°ãng cÿa công suÃt siêu âm đÁn hiáu suÃt, đá trong và TSS cÿa n°ßc chuái.

DANH MĀC CÁC KÝ HIàU VÀ CHĆ VI¾T TÄT

ASP Acid soluble pectin Pectin hòa tan trong axit

CFU/g Colony forming unit per gram Sá khuẩn l¿c/gram

HPP High pressure processing ChÁ biÁn áp suÃt cao HPCD High pressure carbon dioxide CO2áp suÃt cao HHP High hydrostatic pressure Áp suÃt thÿy tĩnh cao KMS Potassium metabisulphite Kali metabisulphite SMB Sodium metabisulphite Natri metabisulphite MA Modified Atmosphere Môi tr°áng biÁn đái khí

MH Mild heat Nhiát đá vừa phÁi ( trung bình ) MW Molecular weight Trọng l°ÿng phân tÿ

M&Y Molds and yeasts NÃm men và nÃm mác

PPO Polyphenol oxydase Enzyme polyphenol oxydase SEM Scanning electron microscope Kính hiển vi đián tÿ quét SMB Natri metabisulfite Natri metabisulfite

TP Thermal pasteurization Thanh trùng nhiát bằng ph°¢ng pháp Pasteur

TPC Total phenolic content Hàm l°ÿng phenol táng sá

TSS Total soluble solids Hàm l°ÿng chÃt rÃn hòa tan táng sá TAB Total aerobic bacteria Táng sá vi khuẩn hiÁu khí

USDA United States Department of

DANH MĀC BÀNG

BÁng 1.1 Chß sá màu theo thang màu vß th°¢ng m¿i 5

BÁng 1.2 Thành phÅn dinh d°ỡng cÿa chuái Tiêu trên 100g thát quÁ 5

BÁng 1.3 Mát sá chß tiêu chÃt l°ÿng puree chuái th°¢ng m¿i 7

BÁng 2.1 BÁng giá trá mã hóa và thực nghiám cÿa các yÁu tá thực nghiám 51

BÁng 2.2 BÁng cho điểm cÁm quan các m¿u puree chuái 59

Hình 3.4 Ành hiển vi cÿa tÁ bào chuái (5x) đ°ÿc nhuám 0,05% toluidine 65

BÁng 3.1 BÁng giá trá mã hóa và thực nghiám cÿa các yÁu tá thực nghiám 81

BÁng 3.2 Táng hÿp kÁt quÁ thực nghiám đa yÁu tá 81

BÁng 3.3 KÁt quÁ phân tích hßi quy cÿa 3 hàm māc tiêu Y1 Y2, Y3 82

BÁng 3.4 Điều kián ràng buác cÿa các yÁu tác và māc tiêu thực nghiám 88

BÁng 3.7 Ành h°ãng cÿa đá chín đÁn khÁ năng tách chiÁt n°ßc chuái 104

BÁng 3.9 Ành h°ãng cÿa nßng đá enzyme đÁn hiáu suÃt, đá trong và TSS cÿa n°ßc

BÁng 3.12 Ành h°ãng cÿa công suÃt siêu âm đÁn hiáu suÃt, đá trong 110

BÁng 3.13 Ành h°ãng cÿa thái gian siêu âm đÁn hiáu suÃt, đá trong và TSS cÿa n°ßc chuái 111

BÁng 3.14 Táng hÿp kÁt quÁ phân tích n°ßc chuái 113

DANH MĀC HÌNH

Hình 1.1 BÁng màu cÿa quÁ chuái ã các đá chín 5

Hình 1.2 S¢ đß nguyên lý công nghá chÁ biÁn puree 6

Hình 1.3 Ành hiển vi ánh sáng cÿa các mặt cÃt dọc cÿa chuái xanh Mbidde ((a) Katalibwambuzi và (b) Kayinja) và Matooke ((c) Kibuzi và (d) Musakara) đ°ÿc xÿ lý bằng osmium tetraoxide và nhuám màu xanh lam cÿa Stevenel, cho thÃy các túi nhựa (LL) và các h¿t tinh bát (ST) 12

Hình 1.4 Ành hiển vi ánh sáng cÿa các phÅn cÿa quÁ chuái Mbidde 13

Hình 1.5 Ành hiển vi cÿa tÁ bào chuái đ°ÿc nhuám màu xanh lam toluidine (a), iát (b) và trÃng calcofluor (c); Mũi tên màu đß chß các h¿t tinh bát có thể nhìn thÃy rõ ràng trong chuái, các mũi tên màu vàng chß vá trí các há thành dÁi ã chuái 15

Hình 1.6 Ành hiển vi SEM cÿa bát cho thÃy các h¿t tinh bát trong chuái 16

ch°a chín đ°ÿc tiền xÿ lý bằng axit xitric (A) Luvhele; 16

Hình 1.7 Ành SEM h¿t tinh bát trong chuái Acuminata xanh và chín 16

Hình 1.8 S¢ đß biểu dißn c¢ chÁ sinh táng hÿp melanin 17

Hình 1.9 Quá trình nâu hóa do enzym và c¢ chÁ āc chÁ cÿa các chÃt cháng nâu hóa Các quá trình hóa nâu do enzyme bÃt đÅu vßi ho¿t đáng cÿa monophenolase từ hÿp chÃt para phenolic thành 3,4-polyphenol, sau đó là ho¿t đáng cÿa enzyme PPO t¿o ra ortho-quinone t°¢ng āng Chā cái màu đß cho biÁt n¢i các chÃt cháng hóa nâu có thể ho¿t đáng trong quá trình hóa nâu bằng enzym 20

Hình 1.10 Ành h°ãng cÿa chÃt khÿ lên sÁn phẩm trung gian 22

Hình 1.11 C¢ chÁ hình thành kÁt bông do t°¢ng tác tĩnh đián trong quá trình 41

Hình 2.1 S¢ đß thực nghiám chÁ biÁn puree chuái 47

Hình 2.2 S¢ đß thực nghiám tách chiÁt n°ßc chuái trong 48

Hình 3.1 Ành h°ãng cÿa đá chín đÁn mát sá chß tiêu lý hóa cÿa thát quÁ chuái 61

Hình 3.2 Sự phân bá các h¿t tinh bát trong thát chuái (5x) ã các đá chín khác nhau 63

Hình 3.3 Phân bá các túi nhựa mÿ chāa tanin (5X) a) PhÅn giāa quÁ, không thay đái trong quá trình chín; b) Chuái ch°a chín (đá chín 3, 4); c) Đá chín 5, 6; d) Đá

chín 7 64

Hình 3.5 Ành h°ãng cÿa nhiát đá xÿ lý đÁn ho¿t đá PPO và màu sÃc puree chuái 67 Hình 3.6 Giá trá L, a và b ã các nhiát đá xÿ lý khác nhau 67

Hình 3.7 Ành h°ãng cÿa nhiát đá đÁn hàm l°ÿng Vitamin C 69

Hình 3.8 Ành h°ãng cÿa thái gian xÿ lý nhiát đÁn ho¿t đá PPO 70

Hình 3.9 Giá trá L, a và b ã các thái gian xÿ lý nhiát khác nhau 70

Hình 3.10 Ành h°ãng cÿa thái gian xÿ lý nhiát đÁn hàm l°ÿng Vitamin C và chÃt l°ÿng cÁm quan cÿa puree chuái 71

Hình 3.11 Ành h°ãng cÿa pH đÁn ho¿t đá PPO và màu sÃc puree chuái 73

Hình 3.12 Giá trá L, a và b ã các pH khác nhau 73

Hình 3.13 Ành h°ãng cÿa pH đÁn chÃt l°ÿng cÁm quan cÿa puree chuái 75

Hình 3.14 Ành h°ãng cÿa axit ascorbic đÁn ho¿t đá PPO và màu sÃc puree chuái 75 Hình 3.15 Giá trá L, a và b ã các nßng đá axit ascorbic 76

Hình 3.16 Ành h°ãng cÿa axit ascorbic đÁn chÃt l°ÿng cÁm quan cÿa puree chuái 77

Hình 3.17 Ành h°ãng cÿa môi tr°áng N2 đÁn ho¿t đá PPO và màu sÃc puree chuái 78

Hình 3.18 Giá trá L, a và b trong môi tr°áng N2 78

Hình 3.19 Ành h°ãng cÿa môi tr°áng MA đÁn chÃt l°ÿng cÁm quan cÿa puree chuái 79

Hình 3.20 Màu sÃc puree chuái 79

Hình 3.21 Biểu dißn 2D quan há giāa các yÁu tá thực nghiám đÁn hàm Y1 83

Hình 3.22 Biểu dißn 3D quan há giāa các yÁu tá thực nghiám đÁn hàm Y1 83

Hình 3.23 Biểu dißn 2D quan há giāa các yÁu tá thực nghiám đÁn hàm Y2 85

Hình 3.24 Biểu dißn 3D quan há giāa các yÁu tá thực nghiám đÁn hàm Y2 85

Hình 3.25 Biểu dißn 2D quan há giāa các yÁu tá thực nghiám đÁn hàm Y3 87

Hình 3.26 Biểu dißn 3D quan há giāa các yÁu tá thực nghiám đÁn hàm Y3 87

Hình 3.27 Māc đá đáp āng sự mong đÿi 90

Hình 3.28 Hình thái và cÃu trúc bề mặt cÿa h¿t chuái 91 Hình 3.29 Xác đánh kích th°ßc h¿t bằng kính hiển vi Axiovert 100A kÁt hÿp vßi phÅn mềm cÿa Axiocam ERc 5s 92 Hình 3.30 Ành h°ãng cÿa nßng đá enzyme đÁn đá nhßt, hiáu suÃt thu hßi và điểm cÁm quan cÿa puree chuái 93 Hình 3.31 Ành h°ãng cÿa nhiát đá xÿ lý enzyme đÁn đá nhßt, hiáu suÃt thu hßi và chÃt l°ÿng cÁm quan cÿa puree chuái 95 Hình 3.32 Ành h°ãng cÿa thái gian xÿ lý enzyme đÁn đá nhßt, hiáu suÃt thu hßi 96 BÁng 3.5 BÁng táng hÿp đánh giá chÃt l°ÿng puree chuái sau chÁ biÁn so vßi mát sá sÁn phẩm th°¢ng m¿i 97 Hình 3.33 Các m¿u puree chuái (a) sÁn phẩm cÿa đề tài luÁn án; (b) sÁn phẩm m¿u cÿa đái tác ITALYA đặt hàng cÿa Công ty thực phẩm Đßng Giao 98 Hinh 3.34 Quy trình công nghá chÁ biÁn puree chuái chÃt l°ÿng cao 100 Hình 3.35 Hình Ánh các m¿u thí nghiám Ánh h°ãng cÿa đá chín và xÿ lý l¿nh đông 103 Hình 3.36 CÃu trúc mô tê bào ã 3 đá chín bằng kính hiển vi cÃu trúc tÁ bào chuái (5x) 104 Hình 3.37 Hình Ánh các m¿u thí nghiám Ánh h°ãng cÿa nhiát đá l¿nh đông 105 Hình 3.38 Hình Ánh các m¿u thí nghiám Ánh h°ãng cÿa nßng đá enzyme 106 Hình 3.39 Hình Ánh các m¿u thí nghiám Ánh h°ãng cÿa nhiát đá xÿ lý enzyme 107 Hình 3.40 Ành h°ãng cÿa thái gian xÿ lý enzyme đÁn hiáu suÃt tách chiÁt n°ßc chuái 109 Hình 3.41 M¿u n°ßc chuái trong nguyên chÃt sau quá trình tách chiÁt 112

Mä ĐÄU 1 Tính cÃp thi¿t

Cây chuái (Musa Sinensis) đ°ÿc trßng phá biÁn ã vùng nhiát đßi và cÁn nhiát đßi, chÿ yÁu ã châu Mỹ Latinh, châu Phi và châu Á Chuái có giá trá dinh d°ỡng cao là ngußn cung cÃp năng l°ÿng, vitamin A, vitamin C và khoáng chÃt (kali, canxi, natri và magiê) đái vßi sāc khße con ng°ái T¿i Viát Nam sÁn l°ÿng chuái khoÁng 2.194 triáu tÃn/năm vßi dián tích 150.000 ha chiÁm h¢n 19% táng dián tích cây

ăn quÁ và đāng hàng thā 8 trên thÁ gißi, chiÁm 1,7% thá phÅn so vßi các n°ßc (FAO

2020) Trong các giáng chuái trßng t¿i Viát Nam, chuái tiêu Hßng là lo¿i phá biÁn nhÃt vßi dián tích 90% tÁp trung ã vùng ven sông Hßng và trung du miền núi phía BÃc Tình hình xuÃt khẩu chuái t¿i Viát Nam v¿n chÿ yÁu theo đ°áng tiểu ng¿ch sang thá tr°áng Trung Quác ã d¿ng chuái t°¢i nguyên liáu VÃn đề bÁo quÁn, vÁn chuyển đi xa gặp rÃt nhiều khó khăn, do chuái là lo¿i quÁ chín sau thu ho¿ch có đặc tính hô hÃp đát biÁn nên nhanh bá h° hßng trong quá trình chín, tác đá chín nhanh và không đßng đều nên tỷ lá tán thÃt cao Để h¿n chÁ rÿi ro trong tiêu thā mặt hàng chuái t°¢i, nhằm giÁm tán thÃt sau thu ho¿ch đái vßi mặt hàng chuái, vÃn đề nghiên cāu phát triển công nghá chÁ biÁn tiên tiÁn và đa d¿ng hóa sÁn phẩm có giá trá gia tăng cao là chÿ đề đang đ°ÿc nhiều nhà khoa học quan tâm

Puree chuái là bán thành phẩm đ°ÿc chÁ biÁn ã d¿ng thể nhuyßn từ phÅn thát quÁ chuái chín có thể kéo dài thái gian bÁo quÁn, vÁn chuyển, tßn trā trên 12 tháng Puree chuái đ°ÿc sÿ dāng làm nguyên liáu cho nhiều ngành công nghiáp chÁ biÁn thực phẩm

nh° bánh kẹo, kem, n°ßc ngọt&tuy vÁy yêu cÅu sÁn phẩm <Puree chuối chất lượng

cao= ngoài các chß tiêu về màu sÃc cÁm quan, hàm l°ÿng dinh d°ỡng còn phÁi đáp āng các chß tiêu mùi, vá, h¿n chÁ oxy hóa trong quá trình bÁo quÁn (không có đám nâu) và không có đám đen (tách lọc h¿t trong puree chuái)

N°ßc chuái trong hay còn gọi là n°ßc chuái tách chiÁt từ phÅn thát quÁ chuái, khác vßi các lo¿i quÁ phá biÁn khác có thể dß dàng ép tách n°ßc (vÁi, xoài, dāa, cam, chanh leo ) thì chuái là lo¿i có tính đặc thù về cÃu trúc và liên kÁt n°ßc trong

mô tÁ bào khá bền vāng, sự biÁn đái về thành phÅn hóa học và mái quan há giāa cÃu trúc mô tÁ bào vßi khÁ năng liên kÁt cÿa n°ßc theo đá chín là vÃn đề mßi đang

đ°ÿc nhiều nhà khoa học quan tâm nhằm taọ ra sÁn phẩm mßi <Nước chuối chất

lượng cao= so vßi n°ßc chuái đāc là sÁn phẩm th°¢ng m¿i đ°ÿc chÁ biÁn từ puree

chuái hoàn nguyên vßi n°ßc

XuÃt phát từ nhu cÅu thực tißn và xu h°ßng phát triển cÿa KH&CN tôi đề xuÃt

thực hián đề tài luÁn án <Nghiên cứu công nghệ chế biến puree và nước chuối

trong từ quÁ chuối tiêu hồng=

2 Māc tiêu

Xác đánh đ°ÿc các yÁu tá Ánh h°ãng chính có tính quyÁt đánh đÁn chÃt l°ÿng, hiáu quÁ và ATTP làm c¢ sã đề xuÃt quy trình công nghá chÁ biÁn puree chuái và n°ßc chuái trong từ nguyên liáu chuái tiêu Hßng

3 Ý ngh*a khoa hãc và thĉc tißn

3.1 Ý nghĩa khoa học

ThiÁt lÁp đ°ÿc c¢ sã khoa học āng dāng các giÁi pháp kỹ thuÁt tiên tiÁn có tính há tháng từ nguyên liáu đÁn s¢ chÁ xÿ lý và chÁ biÁn để t¿o ra sÁn phẩm puree chuái và n°ßc chuái trong chÃt l°ÿng cao từ quÁ chuái tiêu Hßng

Bá sung c¢ sã dā liáu khoa học về công nghá chÁ biÁn puree chuái và tách chiÁt n°ßc chuái trong và là tài liáu tham khÁo có giá trá trong lĩnh vực công nghá sau thu ho¿ch và công nghá thực phẩm

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

LuÁn án góp phÅn đa d¿ng hóa sÁn phẩm, nâng cao chÃt l°ÿng và gia tăng giá trá cÿa mặt hàng chuái trên thá tr°áng trong n°ßc và quác tÁ, phù hÿp vßi xu h°ßng đÅu t° và đái mßi công nghá cÿa các doanh nghiáp KÁt quÁ b°ßc đÅu về quy trình công nghá chÁ biÁn puree chuái đã đ°ÿc đ°a vào sÁn xuÃt thÿ nghiám thành công t¿i công ty cá phÅn thực phẩm Đßng Giao

3.3 Đóng góp mới của luận án

- Xác đánh đ°ÿc đá chín phù hÿp cho māc đích chÁ biÁn puree chuái từ nguyên liáu chuái tiêu hßng ã đá chín 7 và tách chiÁt n°ßc chuái trong ã đá chín 6,5 āng dāng

công nghá rÃm chín bằng xÿ lý khí ethylene

- Xác đánh đ°ÿc chÁ đá công nghá tái °u để chÁ biÁn puree chuái vßi các giÁi pháp kỹ thuÁt tiên tiÁn: tiền xÿ lý nhiát bằng h¢i n°ßc bão hòa (nhiát đá 86,4oC, thái gian 3,1 phút) kÁt hÿp điều chßnh pH 4,3 bằng axit citric và chÃt cháng oxy hóa sÿ dāng axit ascorbic (0,06%) trong môi tr°áng biÁn đái khí (MA bằng khí nit¢) vßi māc tiêu duy trì màu sÃc puree và bÃt ho¿t enzyme (PPO) gây nâu hóa (> 99,35%) Mặt khác cÁi thián chÃt l°ÿng cÁm quan cÿa puree chuái (từ 19,15 điểm lên 19,52 điểm) bằng xÿ lý enzyme pectinex Ultra SP-L (nßng đá 0,02%, nhiát đá 50oC, thái gian 60 phút) để tách lọc h¿t chuái

- Xác đánh đ°ÿc công nghá phù hÿp trong quá trình tách chiÁt n°ßc chuái trong từ nguyên liáu puree vßi các giÁi pháp kỹ thuÁt tiên tiÁn: tiền xÿ lý nguyên liáu puree bằng l¿nh đông (-30oC) kÁt hÿp xÿ lý bằng enzyme pectinex Ultra SP - L (nßng đá 0,03%, nhiát đá 50oC, thái gian 180 phút) và siêu âm (công suÃt 2W/g trong thái gian 6 phút) để nâng cao hiáu quÁ tách chiÁt và chÃt l°ÿng n°ßc chuái trong (đ¿t hiáu suÃt 53,87%, đá trong 98,52%T, hàm l°ÿng TSS 28,9oBx)

4 Bß cāc cÿa luÃn án

Bá cāc cÿa luÁn án đ°ÿc trình bày trong 115 trang bao gßm: Mã đÅu;

Ch°¢ng 1 Táng quan;

Ch°¢ng 2 Nguyên vÁt liáu và ph°¢ng pháp nghiên cāu; Ch°¢ng 3 KÁt quÁ và thÁo luÁn;

KÁt luÁn và kiÁn nghá

LuÁn án bao gßm 20 bÁng và 54 hình và đß thá và 116 tài liáu tham khÁo Các phÅn phā ch°¢ng: Māc lāc; Danh māc các công trình đã công bá; Tài liáu tham khÁo; Danh māc bÁng; Danh māc hình; Danh māc các chā viÁt tÃt và 03 Phā lāc kèm theo

CH¯¡NG 1 TâNG QUAN 1.1 Tãng quan về cây chußi và sÁn ph¿m sau thu ho¿ch

Chuái có tên khoa học Musa sinensis, họ Musaceae, chi Musa là lo¿i cây

trßng phát triển nhanh và cho thu ho¿ch quanh năm Chuái có ngußn gác từ Nam Ân đá kéo dài tßi vùng Queensland cÿa châu Úc, Indonesia, Philippin, NhÁt BÁn và các đÁo cÿa Thái Bình D°¢ng Ngày nay, cây chuái đ°ÿc phát triển ã hÅu khÃp các vùng nhiát đßi ẩm trên thÁ gißi Ng°ái ta đã tìm thÃy sự đa d¿ng về ngußn gen cây chuái không chß ã n¢i phát sinh ngußn gác mà còn ã khu vực Nam Mỹ, Đông và Tây Phi Ngußn cung cÃp chuái toàn cÅu có thể chia làm 3 khu vực: đāng đÅu là châu Mỹ Latinh (Ecuador, Brazil, Colombia&), châu Phi (Cameroon, Bá Biển Ngà&) và châu Á (Philippines)

Trên thÁ gißi có khoÁng 100 ÷ 300 giáng chuái khác nhau và tÃt cÁ các giáng chuái ăn đ°ÿc đều thuác nhóm Musa, đ°ÿc hình thành do sự kÁt hÿp 2 loài M

ngọt và ăn t°¢i, trong khi bá gen B đ°ÿc gọi là chuái cāng và chua Đ¿i bá phÁn các giáng chuái này là tam bái thể (AAA, AAB, ABB), nhá bái thể (AA, AB, BB), còn tā bái thể rÃt hiÁm (chß có mát sá giáng cÿa Thái Lan) [12,13]

Trong quá trình chín, quÁ chuái có nhiều thay đái về tính chÃt vÁt lý, c¢ học và hóa học Màu vß thay đái trong quá trình chín từ xanh sang vàng nh° trong Hình 1.1 và BÁng 1.1 Đá cāng cÿa chuái giÁm, chuái bá mềm và chuyển hóa tinh bát thành đ°áng [14]

Hình 1.1 BÁng màu của quÁ chuối ở các độ chín [14]

Theo ngußn c¢ sã dā liáu USDA [14], quÁ chuái cung cÃp hàm l°ÿng calo cao 100g trái cây cung cÃp 89 calo Bên c¿nh đó, nó chāa mát l°ÿng lßn chÃt cháng oxy hóa, chÃt khoáng, vitamin và nhāng chÃt khác có lÿi cho sāc khße đ°ÿc trình

1.1.3 Quy trình công nghệ phổ biến trong sÁn xuất puree và tiêu chuẩn chất lượng

Trên thÁ gißi, các công đo¿n chính trong quy trình chÁ biÁn puree trái cây nói chung và puree chuái nói riêng theo s¢ đß công nghá Hình 1.2 [15]

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý công nghệ chế biến puree

Puree chuái là bán thành phẩm đ°ÿc sÁn xuÃt từ phÅn thát quÁ chuái có d¿ng nhuyßn, puree chuái đ°ÿc sÿ dāng làm nguyên liáu cho chÁ biÁn các sÁn phẩm nh° n°ßc chuái đāc, bánh kẹo chuái, kem chuái và phā gia thực phẩm & Tùy thuác vào chÿng lo¿i và đặc tính cÿa sÁn phẩm chÁ biÁn, tỷ lá khái l°ÿng puree chuái đ°ÿc sÿ dāng khoÁng 5 - 25% [16]

Puree chuái có thể kéo dài thái gian bÁo quÁn từ 12 - 18 tháng tùy theo trình đá công nghá chÁ biÁn, kỹ thuÁt bao gói và điều kián bÁo quÁn Chuái là lo¿i quÁ chín sau thu ho¿ch, thái gian bÁo quÁn ngÃn, khó khăn trong viác vÁn chuyển đi xa và tiêu thā ã d¿ng quÁ t°¢i, do vÁy giÁi pháp chÁ biÁn puree chuái đang đ°ÿc nhiều nhà sÁn xuÃt và cung āng toàn cÅu quan tâm Mặt khác, vßi đặc tính thát quÁ chuái dß bá biÁn màu do tác đáng cÿa quá trình oxy hóa và sự ho¿t đáng cÿa các há enzyme, để nâng cao chÃt l°ÿng puree chuái trong quá trình chÁ biÁn và kéo dài thái gian bÁo quÁn ã điều kián môi tr°áng hoặc mát luôn là vÃn đề đặt ra đái vßi các nhà khoa học

N°ßc chuái trên thá tr°áng hián nay phá biÁn <n°ßc chuái đāc= là sÁn phẩm n°ßc chuái đ°ÿc hoàn nguyên từ sÁn phẩm puree chuái bằng phái trán, đßng hóa vßi n°ßc và phā gia thực phẩm, khác vßi n°ßc ép trái cây nói chung th°áng ã d¿ng n°ßc nguyên chÃt và đ°ÿc tách ép, lọc dß dàng nh° (cam, chanh, b°ãi, nhãn, vÁi&) Đặc tính khác biát về cÃu trúc và liên kÁt n°ßc trong mô tÁ bào thát quÁ chuái là lý do khó tách chiÁt đ°ÿc n°ßc chuái nguyên chÃt hay còn gọi <n°ßc chuái trong= đây cũng là vÃn đề đang đ°ÿc nhiều nhà khoa học trên thÁ gißi quan tâm

SÁn phẩm puree chuái là sÁn phẩm th°¢ng m¿i hóa trên thá tr°áng quác tÁ, tiêu chuẩn chÃt l°ÿng phā thuác vào yêu cÅu thá tr°áng (BÁng 1.3)

1 Táng sá VSV f 103 cfu/ml - < 10 cfu/g 2 NÃm men, nÃm mác - < 5.103 cfu/g < 10 cfu/g

Vßi các chß tiêu chÃt l°ÿng th°¢ng m¿i (BÁng 1.3) cho thÃy ngoài các chß tiêu về an toàn thực phẩm thông qua các chß tiêu vi sinh vÁt thì chß tiêu màu sÃc và oBx có tính quyÁt đánh đÁn chÃt l°ÿng cÿa puree chuái Trong đó, màu vàng tự nhiên đặc tr°ng cÿa thát chuái chín đ°ÿc cā thể hóa theo tiêu chuẩn cÿa n°ßc nhÁp khẩu (Italya) chß sá L g 62, <không có đám nâu= có nghĩa không có hián t°ÿng bá oxy hóa trong quá trình bÁo quÁn và <không có đám đen= có nghĩa thể dách puree chuái đã tách lọc đ°ÿc h¿t chuái TSS là chß tiêu phā thuác đá chín và chÿng lo¿i chuái nguyên liáu Trong khi pH, hàm l°ÿng axit citric và axit ascorbic là các chß tiêu yêu cÅu sự kiểm soát các yÁu tá công nghá xÿ lý

 Tóm lại:

 Chuối là loại quả có giá trị dinh dưỡng cao, nhu cầu tiêu thụ lớn trên phạm vi toàn

 Puree chuối là bán thành phẩm được chế biến từ nguyên liệu quả chuối chín, puree

phù hợp đối với các nhà sản xuất chế biến cung cấp nguyên liệu cho các doanh

 Nước chuối trong là sản phẩm được tách chiết từ nguyên liệu quả chuối chín Phần

cũng là lý do hiện trên thị trường chưa có sản phẩm nước chuối trong thay vì phổ biến là nước chuối đục (nước chuối hoàn nguyên từ puree) Nước chuối đục có hạn chế

quan tâm nhằm tạo ra sản phẩm mới đáo ứng yêu cầu về chất lượng, ATTP với giá trị gia tăng cao

1.2 Tãng quan các nghiên cāu về đặc tính cÿa nguyên liáu chußi

1.2.1 Sự biến đổi thành phần hóa học và cấu trúc thịt quÁ chuối theo độ chín

Trong quá trình chín, hàm l°ÿng tinh bát giÁm từ 15,7 g/100g xuáng còn 3,40 g/100g sau 21 ngày (đá chín 6) và 2,27 g/100g sau 35 ngày vßi chuái Prata (AAB) T°¢ng āng hàm l°ÿng đ°áng táng tăng từ 1,26 g/100g đÁn 14,3 g/100g ã ngày 21 (đá chín 6) và 14,8 g/100g ã ngày 35 Trong đó, đ°áng fructose, glucose và sucrose lÅn l°ÿt 0,52, 0,35 và 0,39 g/100g trong chuái xanh Đ°áng sucrose tăng

lên 3,49 g/100g ã ngày 7, không tăng đÁn ngày 21 sau đó giÁm Đ°áng fructose và glucose tăng lên 6,27 và 4,63 g/100 g ã ngày 21 [17]

Tác đá thÿy phân tinh bát khác nhau giāa các giáng chuái Hàm l°ÿng tinh bát cÿa 3 giáng Dominico Harton (AAB), Guineo (AAA) và Gros Michel (AAA) lÅn l°ÿt là 36,4%, 19,7% và 14,8% Vßi chuái Gros Michel h¢n 60% hàm l°ÿng tinh bát ban đÅu bá thÿy phân vào ngày thā 2 và giÁm 99,86% sau 8 ngày còn l¿i 0,02% Vßi chuái Guineo, giÁm 94,92% sau 5 ngày còn 1,0% Vßi chuái Dominico Harton giÁm 90,66% sau 10 ngày còn 3,4% Hàm l°ÿng chÃt khô hòa tan (TSS) tăng cao nhÃt là 32,2oBx ã ngày 10 vßi chuái Dominico Harton (AAB), tiÁp theo là 22,7oBx ngày 6 vßi chuái Gros Michel (AAA) và 19,8oBx ã ngày 5 vßi chuái Guineo (AAA) [18]

Nhāng thay đái về tinh bát, đ°áng và chÃt x¢ nh° mát chāc năng đánh giá đá chín Hàm l°ÿng tinh bát trong chuái Cavendish (AAA) giÁm từ chuái ch°a chín đÁn chín quá, vßi sự khác biát rÃt lßn (9,3 g/100 g) giāa chuái ch°a chín và h¢i chín và thay đái nhß h¢n (1,4–3,0 g/100 g) giāa chuái h¢i chín, chín, và chín quá Trong mßi giai đo¿n chín, hàm l°ÿng glucose và fructose là t°¢ng tự nhau và không có sự khác biát về hàm l°ÿng giāa chuái h¢i chín, chín và quá chín, nh°ng chênh lách 5,0 g/100g so vßi chuái ch°a chín Sucrose là < 1 g/100 g ã quÁ ch°a chín, tăng lên 2,5 g/100 g ã chuái h¢i chín/chín, nh°ng ã quÁ quá chín giÁm xuáng māc t°¢ng đ°¢ng vßi chuái ch°a chín Maltose là < 0,5 g/100g ã tÃt cÁ các đá chín ChÃt x¢ trung bình đ°ÿc đo bằng ph°¢ng pháp mEG là 18 g/100 g ã quÁ ch°a chín và giÁm xuáng 4–5 g/100 g ã quÁ chín và khoÁng 2 g/100 g ã chuái chín quá Chuái h¢i chín và chuái chín khác nhau khoÁng 1,1 g/100 g [19]

Hàm l°ÿng carbohydrate táng giÁm (41,33% - 26,14%) trong khi đá ẩm (55,82% - 71,14%) và hàm l°ÿng chÃt x¢ thô (0,34g/100g - 0,80g/100g) tăng Hàm l°ÿng tro (1,0% - 1,13%), protein (1,51% - 1,80%) và chÃt béo (0,8% - 0,71%) ít thay đái vßi chuái False Hom (AAB) [20]

Hàm l°ÿng đ°áng táng t°¢ng quan nghách vßi hàm l°ÿng tinh bát, tăng gÃp 10 lÅn từ đá chín 1 (1,26g/100g) đÁn đá chín 7 (12,28g/100g) Đ°áng fructose thÃp nhÃt ã đá chín 1 (0,23g/ 100 g) nh°ng chiÁm °u thÁ ã đá chín 7 (7,10g/ 100g)

Đá axit (theo axit malic) tăng đÁn đá chín 4 (2,14g/100g) và giÁm từ đá chín 5 (1,922g/100g) đÁn đá chín 7 (1,411g/100g) Sự kÁt hÿp giāa axit và đ°áng t¿o nên h°¢ng vá đặc tr°ng cÿa trái cây Tỷ sá đ°áng/ axit tăng từ 5,65 ã đá chín 1 đÁn 15,33 ã đá chín 7 và tỷ lá sá này càng cao thì khÁ năng chÃp nhÁn cÁm quan càng cao Sự giÁm táng thể về đá axit cùng vßi sự tăng hàm l°ÿng đ°áng táng làm cho chuái bßt chua và ngọt h¢n khi quá trình chín dißn ra [21]

Đá pH cÿa chuái (ABB) giÁm trong quá trình chín và dao đáng từ 6,18 (đá chín 1) đÁn 4,82 (đá chín 7) [22] Anyasi và cs (2015) cũng quan sát thÃy đá pH cÿa chuái giÁm trong quá trình chín, t°¢ng āng từ 6,12 đÁn 5,3 ã đá chín 2 và 6 [23] Tuy nhiên,Alkarkhi và cs., (2011) [24] và Opara và cs., (2013) [25] quan sát thÃy đá pH tăng dÅn từ 4,8 đÁn 5,47 trong nghiên cāu cÿa họ Đá pH cao ã giai đo¿n ch°a chín và giÁm trong quá trình chín là kÁt quÁ cÿa sự tăng hàm l°ÿng axit hāu c¢ trong quÁ Đá axit tăng từ đá chín 1 (0,06%) đÁn đá chín 7 (0,29%) và đ¿t cực đ¿i, sau đó giÁm ã đá chín 8 và 9 TSS tăng từ 2,0oBx đÁn 25,30oBx và tỷ sá TSS/TA đ¿t 87,68 ã đá chín 7 và cao gÃp 2,6 lÅn ã đá chín 1 [22] Soltani và cs.,(2010a) nhÁn thÃy TA giÁm cho đÁn khi chuái ã đá chín 6 (0,14%) sau đó tăng lên ã đá chín 7 (0,35%) Nh°ng ã đá chín 7, sự gia tăng TA là do chuyển hóa đ°áng thành axit [26]

Axit malic và axit citric chiÁm °u thÁ từ đá chín 4 và nßng đá thÃp h¢n khoÁng 10 lÅn so vßi nßng đá cÿa đ°áng đái vßi chuái Gran Enano (AAA) cÿa Costa Rica Nßng đá đ°áng cao h¢n, d¿n đÁn tăng TSS và t¿o ra nhiều hÿp chÃt bay h¢i h¢n [27] Có khoÁng 250 hÿp chÃt dß bay h¢i đã đ°ÿc xác đánh ã các đá chín khác nhau cÿa chuái, trong đó Isoamyl axetat đặc tr°ng cho mùi th¢m cÿa chuái chín [28]

Các đặc tính chÃt l°ÿng cÿa chuái đ°ÿc cÁi thián khi xÿ lý bằng ethylene (150 ppm) và đ¿t đÁn đá chín hoàn toàn trong 3,8 và 4,0 ngày vßi Sabri và Amritasagar (AAB), trong khi chuái không xÿ lý ethylene cÅn ít nhÃt 10 ngày Đ°áng táng (23,79%), đ°áng khÿ (12,66%), đ°áng không khÿ (11,14%) và TSS (27,94oBx) cao nhÃt ã chuái Sabri còn đá axit (0,69%) cao nhÃt ã chuái Amritasagar Hàm l°ÿng chÃt khô giÁm trong quá trình chín và thÃp nhÃt ã Amritasagar (25,92%) Trong khi chuái Amritasagar và Sabri không xÿ lý ethylene có hàm l°ÿng chÃt khô

(%), đ°áng táng sá (%), đ°áng khÿ (%), đ°áng không khÿ (%), đá axit (%) và TSS (oBx) lÅn l°ÿt là (30,51 và 35,42); (18,47 và 20,30); (9,92 và 10,92); (8,54 và 9,38); (0,62 và 0,58) và (20,95 và 22,09) t°¢ng āng ã ngày 8 [29]

Nghiên cāu công nghá xÿ lý chín chuái bằng khí ethylene đ°ÿc kÁ thừa kÁt quÁ nghiên cāu āng dāng thuác dự án Nông nghiáp công nghá cao (2017 - 2020) <Hoàn thián công nghá công nghá và dây chuyền thiÁt bá sÁn xuÃt puree chuái, quy mô 50 tÃn nguyên liáu/ngày= đã đ°ÿc đăng ký tiÁn bá kỹ thuÁt cÿa Bá NN&PTNT Cā thể nßng đá khí ethylene xÿ lý 100 ppm trong thái gian 24 giá, nhiát đá ÿ chín 18 ±1oC, đ¿t đá chín 3, 4, 5, 6, 7 t°¢ng āng thái gian khÁo sát 72 - 96 giá [1]

Hàm l°ÿng TSS, đá axit và chÃt l°ÿng cÁm quan cÿa chuái Grand Naine (AAA) xÿ lý bằng khí ethylene (100 ppm trong 24 giá duy trì ã 16 - 18°C) tăng và đ¿t cao nhÃt trong thái gian 4 ngày so vßi chuái không xÿ lý Cā thể, chuái chín đßng đều vßi 7,8 điểm cÁm quan, TSS cao nhÃt 17,0oBx, đá axít 0,5% Các quÁ đái chāng không xÿ lý có cÃu trúc cāng, ch°a chín, màu sÃc quÁ chín không đßng đều vßi điểm cÁm quan 4,0 và chÃt l°ÿng t°¢ng āng TSS 13,0oBx, đá axít 0,38% [30]

Hàm l°ÿng vitamin C thay đái theo giáng và theo đá chín Chuái Prata (AAB) hàm l°ÿng vitamin C là 12,7 mg/100g (theo trọng l°ÿng t°¢i) cao gÅn gÃp 3 lÅn so vßi chuái Williams (AAA) là 4,5 mg/100g [31] Hàm l°ÿng vitamin C trong chuái Cavendishii (AAA) ã 8 đá chín khác nhau cho thÃy, ã đá chín 1 đÁn 3 là 12 - 13 mg/100g, ã đá chín 4 đÁn 6 là 11 - 13 mg/100g; ã đá chín 6 đÁn 7 là 6,9 - 11 mg/100g và ã đá chín 7 đÁn 8 là 5,4 - 10 mg/100g [32]

Chuái có vá chát khi xanh và vá chát giÁm trong quá trình chín Vá chát liên quan đÁn tannin Mát sá nghiên cāu cho rằng hàm l°ÿng tanin không thay đái nh°ng đá chát giÁm là do trong quá trình chín tanin hòa tan trã thành không tan [33], do cÃu trúc cÿa tannin thay đái t¿o thành polyme [34]

Hàm l°ÿng polyphenol trong thát quÁ chuái xanh cÿa Philippines là 103 mg/100g Trong đó, khoÁng 60 % các hÿp chÃt polyphenol đó có trọng l°ÿng phân tÿ (MW) trên 2×105và gây chát, 40 % còn l¿i là polyphenol có MW d°ßi 2 × 105 và không gây chát Trong quá trình chín, sự thay đái cÿa các hÿp chÃt polyphenol đ°ÿc phân tách bằng siêu lọc và sÃc ký lo¿i trừ ion KÁt quÁ cho thÃy, các hÿp chÃt

polyphenol có MW trên 2×105 và chÃt gây chát đã biÁn mÃt trong quá trình chín Tuy nhiên, không có sự gia tăng các hÿp chÃt polyphenol có MW d°ßi 2 ×105 Sự biÁn mÃt cÿa chÃt gây chát khi chín là kÁt quÁ cÿa quá trình polyme hóa không hòa tan các hÿp chÃt polyphenol có MW trên 2×105 [35]

Quan sát bằng kính hiển vi cÃu trúc vi mô cÿa thát quÁ chuái xanh và chín cÿa 2 giáng Mbidde (Kayinja-ABB và Katalibwambuzi AAA-EA) và 2 giáng Matooke (Kisubi AB và Matooke AAA-EA) vßi đá phóng đ¿i 144x (Hình 1.3), cho thÃy các mô thát quÁ cÿa chuái Mbidde có nhiều tÁ bào túi nhựa chāa tanin và các h¿t tinh bát Hàm l°ÿng tanin giāa các giáng chuái có sự khác biát rõ rát Giáng chuái Mbidde Kayinja (Musa ABB) và Katalibwambuzi (Musa AAA-EA) có hàm l°ÿng tanin (0,634 - 0,841 g/kg) cao h¢n so vßi các giáng Matooke (0,521 - 0,544 g/kg), t°¢ng āng vßi các túi nhựa lßn h¢n, nhiều h¢n và nhuám màu đÁm h¢n đ°ÿc quan sát thÃy bằng kính hiển vi (Hình 1.4 a và 1.4 c) Khi chuái chín, sự xuÃt hián cÿa các tÁ bào túi nhựa trong các giáng chuái Mbidde giáng nh° ã quÁ ch°a chín, tāc là nhāng túi nhựa lßn, nhuám màu đÁm và c°áng đá nhuám màu d°áng nh° tăng lên (Hình 1.4 b) Tuy nhiên, các túi nhựa trong các giáng chuái matooke không bÃt màu thuác nhuám (Hình 1.4d) [36]

Hình 1.3 Ành hiển vi ánh sáng của các mặt cắt dọc của chuối xanh Mbidde ((a) Katalibwambuzi và (b) Kayinja) và Matooke ((c) Kibuzi và (d) Musakara) được xử lý bằng osmium tetraoxide và nhuộm màu xanh lam của Stevenel,

Hình 1.4 Ành hiển vi ánh sáng của các phần của quÁ chuối Mbidde

(Kayinja (a) chưa chín và (b) chín) và Matooke (Musakara (c) chưa chín và (d) chín)

Trong quá trình chín, chuái trã nên mềm h¢n là do sự chuyển hóa tinh bát thành đ°áng, vì h¿t tinh bát có chāc năng cÃu trúc trong tÁ bào; sự phân hÿy các chÃt pectin Tuy nhiên, tác đá giÁm đá cāng khác nhau trong các giai đo¿n chín: tác đá chÁm h¢n ã giai đo¿n đÅu và giai đo¿n cuái, và tác đá nhanh h¢n ã giai đo¿n giāa

Đặc tính cÃu trúc cÿa chuái paradisiaca (AAB) đ°ÿc xác đánh ã 3 đá chín (5, 6 và 7) và ã 3 vá trí cÿa quÁ (đÅu, giāa và cuái quÁ) cho thÃy, mßi đá chín vùng cuáng quÁ có giá trá đá cāng cao nhÃt so vßi vùng giāa và vùng cuái quÁ Trong quá trình chín, đá cāng giÁm từ 12,21N ã đá chín 5 xuáng 5,7N ã đá chín 7 Sự giÁm đá cāng cÿa chuái ã đá chín 5 và 6 là do sự thay đái cÃu trúc thành tÁ bào bãi sự thÿy phân cÿa enzym (nh° polyglacteronase) và từ đá chín 7 trã đi chÿ yÁu là do nhāng thay đái sinh hóa trong cÃu trúc tÁ bào cÿa chuái [37]

Đá cāng chuái Grand Naine (AAA) giÁm từ 12N xuáng 3,16N ã ngày 3 và không xác đánh đ°ÿc ã ngày 6 vßi chuái xÿ lý ethylene 100 ppm (100µl) trong 24 giá trong khi m¿u không xÿ lý đá cāng giÁm từ 12N xuáng 10,76N ã ngày 3 còn 10,33N ã ngày 6 [27]

Shiga và cs., (2011) cho rằng đá cāng giÁm liên quan chặt ch¿ đÁn sự giÁm hàm l°ÿng tinh bát cÿa chuái Nanicao (AAA) và Mysore (AAB) Trong quá trình chín, 220 g/kg tinh bát trong chuái Nanicao (AAA) chuyển hóa thành 180 g/ kg đ°áng táng Tuy nhiên, đá cāng cÿa chuái Terra (AAB) giÁm là do sự suy thoái thành tÁ bào bãi quá trình hòa tan polysaccharide và không phÁi do sự khÿ phân giÁi

polysaccharide cÿa thành tÁ bào Chuái Terra có l°ÿng tinh bát cao nh°ng quá trình chín chß t¿o ra 80 g/kg và hàm l°ÿng tinh bát còn l¿i cao 150 g/kg [38]

Duan và cs., (2008) đã nhÁn thÃy sự mềm quÁ là do sự tách rái thành tÁ bào, đặc biát là do quá trình hòa tan và khÿ phân giÁi pectin Pectin là mát trong nhāng thành phÅn chính cÿa thành tÁ bào s¢ cÃp và lßp giāa trong mô thực vÁt Quá trình chín, đá cāng cÿa quÁ giÁm nhanh, điều này liên quan đÁn sự gia tăng hàm l°ÿng pectin tan trong n°ßc (WSP) và giÁm hàm l°ÿng pectin tan trong axit (ASP) Trong khi đó, sự phân bá khái l°ÿng phân tÿ cÿa các phÅn WSP và ASP thể hián xu h°ßng giÁm dÅn, cho thÃy sự phân tách cÿa các polysaccharide pectin H¢n nāa, galactose và axit galacturonic là thành phÅn monosacarit chính cÿa polysacarit pectin tăng trong WSP nh°ng giÁm trong ASP làm mềm trái cây [39]

Sự mÃt tính nguyên vẹn cÿa thành tÁ bào và sự giÁm các h¿t tinh bát đ°ÿc

quan sát bãi SEM trên chuái Berangan (AAA) â đá chín 1 thành tÁ bào cÿa chuái

còn nguyên vẹn trong các tÁ bào màu xanh lá cây tr°ãng thành Khi quá trình chín dißn ra, sự phá vỡ thành tÁ bào đ°ÿc nhÁn thÃy rõ ã đá chín 6 Thát quÁ chuái gßm các tÁ bào chāa các h¿t tinh bát Các h¿t tinh bát chuái có hình d¿ng không đều và chÿ yÁu có hình cÅu và hình bÅu dāc thuôn dài â chuái xanh, bề mặt cÿa các h¿t tinh bát nhẵn, thành tÁ bào và màng sÃp xÁp chặt ch¿ Khi quá trình chín tăng, thành tÁ bào và màng bá phá vỡ Tr°ßc khi quÁ bÃt đÅu chín (đá chín 1), mô thát quÁ không bÃt màu dung dách iát và có màu xanh đen nh¿t, do nhựa trong chuái xanh đã ngăn không cho tinh bát bá nhuám màu â đá chín 2, dung dách iát bÃt đÅu bám màu tát vßi tinh bát trong thát chuái â đá chín 3, màu xanh đen ã lõi trung tâm cÿa quÁ bÃt đÅu rõ ràng và ã đá chín 6 chß có phÅn ngo¿i vi cÿa mặt cÃt ngang đ°ÿc nhuám màu xanh đen Mô hình chß ra rằng sự thoái hóa tinh bát bÃt đÅu ã trung tâm cÿa quÁ và tiÁn dÅn ra các đ°áng viền bên ngoài khi quá trình chín dißn ra [40]

Quan sát thành phÅn polyme cÿa thành tÁ bào và sự phân bá trong thát quÁ chuái acuminata (AAA) ã đá chín 7 bằng kính hiển vi ánh sáng và kính hiển vi huỳnh quang UV KÁt quÁ cho thÃy, nhu mô chuái chín mềm, các tÁ bào dß tách khi tác đáng nhẹ Các tÁ bào chuái dài, nguyên vẹn, dích chặt vào đßnh cÿa chúng, các đ°áng viền tÁ bào rõ ràng Chúng chāa mát sá h¿t tinh bát Ph°¢ng pháp nhuám

màu trÃng bằng Calcofluor White cho thÃy các lß nhß giáng nh° tr°áng há, xÁp trên mát dÁi hẹp dọc theo chiều dài tÁ bào (Hình 1.5) Quan sát Hình 1.5 cho thÃy, các tÁ bào từng dính chặt dọc theo dÁi này nh°ng sự kÁt dính dß dàng bá phá vỡ khi tác đáng nhẹ Vá trí cÿa các tr°áng há này góp phÅn vào sự kÁt dính tÁ bào [41]

Hình 1.5 Ành hiển vi của tế bào chuối được nhuộm màu: xanh lam toluidine (a),

Hình Ánh SEM thể hián hình thái cÿa các h¿t tinh bát khác nhau tùy theo giáng và đá chín Các h¿t tinh bát từ chuái xanh có hình bÅu dāc và tròn vßi chuái Nanicão (AAA), nhß và có hình d¿ng giáng chiÁc lá vßi chuái Pacovan và Mysore (AAB), tròn và dài vßi chuái Terra (AAB) và Figo (ABB) Trong quá trình chín, các h¿t tinh bát giÁm kích th°ßc, nhß l¿i và dài ra Các h¿t nhß và tròn bá thÿy phân và gÅn nh° biÁn mÃt trong các quÁ chín, do đó các h¿t có hình này có tính nh¿y cÁm cao h¢n vßi sự thÿy phân enzyme Phân tích phân bá kích th°ßc cho thÃy các h¿t tinh bát trong chuái Nanicão xanh có kích th°ßc trung bình 28,9 μm, vßi 90% h¿t nhß h¢n 49,6 μm và 10 % nhß h¢n 10,3 μm và trong quÁ chín kích th°ßc trung bình nhß h¢n 25,4 μm, trong đó 90% h¿t là 45,4 μm và 10% là 7,6 μm [42]

Anyasi và cs (2015) nghiên cāu các đặc tính hình thái, hóa lý và cháng oxy hóa cÿa 3 giáng chuái Luvhele (ABB), Mabonde (AAA), và Muomvared (balbisiana) KÁt quÁ cho thÃy, cÁ ba giáng chuái đều khác nhau về hình thái, pH, đá axit và táng chÃt rÃn hòa tan tuy nhiên không khác nhau về hàm l°ÿng tro Phân tích SEM từ thát chuái cÿa ba giáng này khi xanh ch°a chín cho thÃy sự thay đái rõ rát về cÃu trúc, hình d¿ng và kích th°ßc cÿa các h¿t tinh bát Các h¿t tinh bát có

cÃu trúc bÃt th°áng, hình đa giác đái vßi chuái Luvhele, hình bÅu dāc đái vßi chuái Mabonde và hình dài đái vßi chuái Muomva đß (Hình 1.6) [23]

Hình 1.6 Ành hiển vi SEM của bột cho thấy các h¿t tinh bột trong

(B) Mabonde; và (C) Muomva-Red Độ phóng đ¿i1000X

Hình thái các h¿t tinh bát trong chuái Acuminata (AAA) ch°a chín và chín

có sự khác biát Hình Ánh SEM (Hình 1.7) cho thÃy các h¿t tinh bát trong chuái xanh có bề mặt nhẵn, trong khi các h¿t tinh bát cÿa chuái chín có các rãnh song song rõ rát trên bề mặt bãi sự thÿy phân tinh bát [43]

Hình 1.7 Ành SEM h¿t tinh bột trong chuối Acuminata xanh và chín

Polyphenol oxidase (PPO) trong chuái là tác nhân chính cÿa quá trình nâu hóa do enzyme [44, 45], vßi dopamin (có trọng l°ÿng phân tÿ MW d°ßi 2 × 105) là c¢ chÃt chính và phÁn āng m¿nh nhÃt đái vßi PPO [46, 47, 34] Tßn t¿i ã d¿ng tiềm

ẩn trên màng thylakoid, không tham gia vào quá trình táng hÿp các hÿp chÃt phenolic và bá h¿n chÁ trong không bào PPO trã nên ho¿t đáng khi đ°ÿc giÁi phóng vào tÁ bào chÃt và tiÁp xúc vßi O2 có trong môi tr°áng [48]

1.2.2.1 Cơ chế hình thành sắc tố melanin

C¢ chÁ hình thành sÃc tá melanin trong chuái đ°ÿc mô tÁ t¿i Hình 1.8 dựa trên các bằng chāng quang phá đ°ÿc đề xuÃt bãi Palmer (1963) [49]

Hình 1.8 Sơ đồ biểu diễn cơ chế sinh tổng hợp melanin

ĐÅu tiên enzyme polyphenol oxidase (PPO, EC 1.14 18.1) oxy hóa o-diphenol (dopamine) thành o-quinone t°¢ng āng và đßng thái khÿ oxy thành n°ßc TiÁp theo là các phÁn āng phi enzyme d¿n đÁn sự hình thành các sÃc tá màu nâu phāc t¿p O-quinones có tính phÁn āng cao và nhanh chóng bá oxy hoá và trùng hÿp O-Quinones phÁn āng vßi các phân tÿ quinone khác; vßi các hÿp chÃt phenolic; vßi các nhóm amin cÿa protein, peptit và các axit amin; vßi các amin th¢m hoặc các hÿp chÃt thiol& t¿o ra phāc polyme nâu

Để kiểm soát ho¿t đáng cÿa PPO mát cách hiáu quÁ và triát để, các đặc tính sinh hóa cÿa PPO đã đ°ÿc nghiên cāu [44, 50, 51, 52] Các nghiên cāu cho thÃy PPO ho¿t đáng m¿nh ã pH (6,5 - 7,0) và nhiát đá 30℃ và trọng l°ÿng phân tÿ cÿa

PPO từ thát chuái (Musa sapientum) đ°ÿc °ßc tính khoÁng 41000 và 42000 Da bằng cách lọc gel và đián di trên gel SDSpolyacrylamide (SDS-PAGE) [44]

PPO t°¢ng đái án đánh ã nhiát đá cao và tính án đánh nhiát là khác nhau giāa các giáng [44] â nhiát đá cao, tính toàn vẹn cÿa cÃu trúc 3 chiều trong phân tÿ enzyme có thể bá phá vỡ và biÁn tính [48] Các nghiên cāu chß ra rằng, ã 60°C enzyme PPO giÁm khoÁng 50 % ho¿t tính sau 9,33 đÁn 14,87 phút và sự bÃt ho¿t có thể đ¿t đÁn 90% sau 31 đÁn 47,27 phút vßi chuái paradisiaca (AAB) [47] â 65oC, PPO cÿa chuái Anamur (AAA) giÁm 50% sau 54,6 phút [50] Xÿ lý nhiát lên đÁn 70oC trong 10 phút không Ánh h°ãng đÁn ho¿t đáng PPO cÿa chuái sapientum (AAB) [44], trong khi ã 90oC ho¿t đáng PPO trong chuái Gros Michel (AAA) bá bÃt ho¿t hoàn toàn sau 5 phút [52]

Đá pH thay đái, d¿n đÁn sự thay đái trong cÃu trúc 3 chiều cÿa protein làm giÁm ho¿t đá enzyme [52] Đái vßi chuái sapientum (ABB), ho¿t đá PPO án đánh ã pH 5 -11 nh°ng giÁm ã pH < 5 [44] và ho¿t đá PPO còn l¿i 34,18% ã pH 3,0 và 11,23% ã pH 9,0 [52] Trong môi tr°áng axit thÃp, ho¿t đáng cÿa PPO bá āc chÁ do nhāng thay đái trong quá trình ion hóa cÿa các nhóm prototropic trong vá trí ho¿t đáng cÿa enzyme có thể ngăn cÁn sự hình thành cÃu trúc cÿa vá trí ho¿t đáng, sự liên kÁt cÿa c¢ chÃt hoặc xúc tác phÁn āng [47] Trong nghiên cāu cÿa [44,50,51] về đặc tính PPO trong mát sá giáng chuái cho thÃy vßi axit ascorbic (AA) ã nßng đá 0,02 mM (0,0036%) và 0,08 mM (0,014%) āc chÁ PPO lÅn l°ÿt là 99,8% và 100%

đái vßi chuái Anamur (AAA) [50] Vßi chuái Sapientum L (AAB) ho¿t đáng cÿa

enzyme này bá bÃt ho¿t hoàn toàn ã nßng đá 1 mM (0,018 %) axit ascorbic [44,51] trong khi [52] cho rằng ã nßng đá 0,5 - 1,5%

Dựa trên đặc tính hóa lý và tính án đánh nhiát cÿa PPO, mát sá nghiên cāu đã thực hián để āc chÁ ho¿t đáng cÿa PPO và kiểm soát quá trình chuyển sang màu nâu

Hiáu quÁ cÿa các ph°¢ng pháp xÿ lý đái vßi hián t°ÿng hóa nâu đ°ÿc đánh giá bằng cách đo các thông sá màu Hunter L*, a* và b* Trong đó, L* đề cÁp đÁn đá sáng cÿa m¿u và nằm trong khoÁng từ màu đen (L* = 0) đÁn màu trÃng (L* =

100) Giá trá cÿa tham sá a biểu thá màu xanh lá cây đÁn màu đß Giá trá cÿa tham sá b* biểu thá màu màu xanh lam đÁn màu vàng Ngoài ra, sÿ dāng giá trá cÿa L*, a* và b* để tính chß sá nâu hóa (BI) [53] Chß sá BI đặc tr°ng cho màu nâu và là mát thông sá quan trọng trong quá trình chÁ biÁn do enzyme hoặc không do enzyme nâu hóa [54, 55] Māc đá hóa nâu t°¢ng quan vßi ho¿t đá PPO còn l¿i [56]

a/ Ph°¢ng pháp xÿ lý bằng nhiát

Ho¿t đá PPO giÁm 96% sau khi xÿ lý chuái (Enana (AAA)) bằng h¢i n°ßc 5 phút trong khi ho¿t đá PPO chß giÁm 51% sau khi xÿ lý vi sóng (650W) 30 giây vßi các lát chuái (1 cm) [56]

KhÁ năng āc chÁ ho¿t đáng PPO bằng nhiát vi sóng tùy thuác vào đá chín cÿa chuái Ho¿t đá PPO giÁm còn 65% và 75% t°¢ng āng vßi chuái chín ã ngày 6 và ngày 20 vßi các lát (0,5 cm) chuái Enana (AAA) đ°ÿc vi sóng (650 W) trong 2 phút Nh°ng có hián t°ÿng s¿m màu ã phÅn trung tâm cÿa lát chuái bÁo quÁn ã - 24oC Đái vßi chuái chÅn trong n°ßc sôi 11 phút (nguyên quÁ, bóc vß) ho¿t đá PPO giÁm 93% và không phā thuác vào đá chín Màu sÃc lát chuái sáng h¢n so vßi lát chuái t°¢i do chín nhẹ, h°¢ng vá th¢m ngon, cÃu trúc chÃc và không bá nâu hóa ngay cÁ khi sÁn phẩm rã đông ã ngoài môi tr°áng trong thái gian dài [57]

Ho¿t đá PPO giÁm còn 9,17 đ¢n vá/ ml và quá trình hóa nâu do enzym bá chÁm l¿i sau khi xÿ lý vi sóng (1200W, 2450 MHz) 3 phút hoặc chÅn n°ßc sôi ã 100oC trong 8 phút Tuy nhiên, puree chuái từ chuái Basrai (AAA) chín hoàn toàn

xÿ lý vi sóng có hàm l°ÿng axit ascorbic (6,3 mg/100g), táng chÃt rÃn hòa tan (18,3oBrix), đ°áng táng (14,7%), tanin (0,045%), đá axit (0,29%) và điểm cÁm quan (7,2) cao h¢n nh°ng đá pH thÃp (4,64) h¢n so vßi puree chuái từ chuái xÿ lý trong n°ßc sôi (11,50%, 15,50%, 4,2%, 0,036%, 0,19%, 4,98 và 6,8) [58] Ho¿t đá PPO bá āc chÁ hoàn toàn khi xÿ lý bằng h¢i n°ßc ã 100oC trong 11 phút cÁ quÁ chuái (đá chín 7) hoặc puree chuái ã 80°C trong 1 - 2 phút [59].

Tác đá nâu hóa tăng và gây ra mùi, vá không mong muán đái vßi các lát chuái chÅn n°ßc nóng ã 65°C trong 1 phút và l¿nh đông (- 20oC) [60] Xÿ lý chuái Robusta

(AAA) ã đá chín 7, nguyên quÁ, đã bóc vß 6 phút trong n°ßc nóng ã 90oC, giā màu sáng tự nhiên cho đÁn 4 giá ã nhiát đá phòng nh°ng không còn mùi th¢m cÿa chuái [45] b/ Ph°¢ng pháp xÿ lý bằng hóa học

Các ph°¢ng pháp hóa học āc chÁ ho¿t đáng PPO bao gßm axit hóa hoặc khÿ bằng cách sÿ dāng chÃt cháng oxy hóa, chÃt chelat C¢ chÁ āc chÁ PPO cÿa các chÃt cháng nâu hóa đ°ÿc thể hián ã Hình 1.9 Trong đó, các chÃt axit hóa (axit citric, axit ascorbic và glutathione) bÃt ho¿t PPO bằng cách giÁm đá pH ChÃt khÿ (sunfat và các d¿n xuÃt cÿa nó) là chÃt āc chÁ không thể đÁo ng°ÿc cÿa PPO ChÃt cháng oxy hóa (axit ascorbic, N-acetyl-cysteine và 4-hexylresorcinol) ngăn chặn sự hình thành màu nâu melanin bằng cách liên kÁt vßi các chÃt trung gian Các chÃt chelat hóa đßng (axit citric và oxalic) ngăn chặn ho¿t đáng cÿa PPO bằng cách liên kÁt vßi các đßng trong cÃu trúc enzyme PPO [61]

Hình 1.9 Quá trình nâu hóa do enzym và cơ chế ức chế của các chất chống nâu hóa Các quá trình hóa nâu do enzyme bắt đầu với ho¿t động của monophenolase

Ruthra và cs., (2014) đã đánh giá tác đáng cÿa axit citric (AC), axit ascorbic (AA), kali metabisulfite (KMS) và sự kÁt hÿp cÿa chúng trên chuái chÁ biÁn tái

thiểu Họ quan sát thÃy rằng KMS (0,2%) và sự kÁt hÿp cÿa KMS và AA có hiáu quÁ nhÃt trong viác kiểm soát hián t°ÿng nâu hóa [62] Natri metabisulfite (SMB) (0,1 và 0,2%) cũng đ°ÿc cho là chÃt tiền xÿ lý hiáu quÁ nhÃt để ngăn ngừa hián t°ÿng chuyển sang màu nâu ã thát chuái chín và quá chín, vì nhāng nßng đá này có khÁ năng duy trì màu sÃc ban đÅu cÿa thát chuái [63].Theo Koffi và cs., (1991) viác bá sung 100 mg/L kali metabisulfite (KMS) là hiáu quÁ trong viác āc chÁ quá trình nâu hóa so vßi hai ph°¢ng pháp xÿ lý nhiát và axit ascorbic (470 mg/l) N°ßc chuái thu đ°ÿc có màu sáng và án đánh Sulfit không chß đóng vai trò là chÃt khÿ mà còn có khÁ năng āc chÁ trực tiÁp PPO và t°¢ng tác vßi quinon, do đó ngăn chặn sự tham gia tiÁp theo cÿa chúng vào các phÁn āng thā cÃp d¿n đÁn hình thành sÃc tá nâu [59] Sự kÁt hÿp giāa SMB và AA (5:50 mg và 7:30 mg) trên 100 g puree đã ngăn ngừa đáng kể hián t°ÿng nâu hóa (giá trá L*, b*, BI cao h¢n và a* thÃp h¢n) cÿa puree chuái so vßi m¿u đái chāng [47] Karabulutet và cs.,(2007) cũng báo rằng các thông sá màu (L,a, b) và chß sá BI tát h¢n vßi quÁ m¢ khô tiền xÿ lý SO2 và sÃy ã 60oC Giá trá L, b, BI (49,4; 36,9; 137,8) cao h¢n và giá trá a (10,7) thÃp h¢n so vßi

ph¢i nÃng (42,0; 25,4; 11,2 và 107,6 ) [64] Tiêu chuẩn Codex năm 2001 và 2006 đã

h¿n chÁ viác sÿ dāng KMS lên đÁn 0.05 % (500 mg/kg) d°ßi d¿ng l°u huỳnh đioxit (SO2) còn l¿i đái vßi thát quÁ và puree quÁ [63]

Axit ascorbic là chÃt khÿ m¿nh, đ°ÿc sÿ dāng thay thÁ sulfit C¢ chÁ ho¿t đáng cháng nâuhóa cÿa AA dựa vào ho¿t đáng khÿ cÿa nó Mặc dù AA không tác dāng trựctiÁp vßi enzyme PPO, nh°ng nó khÿ các o-quinone thành diphenol tiền chÃt cÿa chúng (Hình 1.10), ngăn ngừa sự hình thành các sÃc tá nâu hóa (melanin) Hiáu quÁ cÿa ph°¢ng pháp xÿ lý này phā thuác vào nßng đá cÿa AA Tapre và Jain (2016) đã báo cáo rằng đá trong cÿa n°ßc chuái phā thuác vào nßng đá AA đ°ÿc sÿ dāng Khi nßng đá AA tăng, chß sá nâu hóa cÿa n°ßc chuái giÁm â nßng đá AA 1000 ppm (0,1%) giā đ°ÿc màu sáng tự nhiên cÿa n°ßc chuái trong mà không có sự thay đái rõ rát trong 4 giá ã nhiát đá phòng [45] Tuy nhiên, ã tỷ lá 470 mg/kg AA không có hiáu quÁ trong viác āc chÁ quá trình nâu hóa do māc đá nâu hóa tăng lên sau 48 giá tiÁp xúc vßi không khí và có màu t°¢ng tự đái chāng [59] Điều này cho thÃy rằng ã nßng đá thÃp, AA chß có thể āc chÁ quá trình chuyển sang màu nâu

trong mát thái gian nhÃt đánh, không āc chÁ hoàn toàn Do đó, AA th°áng đ°ÿc sÿ dāng kÁt hÿp vßi các chÃt āc chÁ khác (nh° axit citric) có hiáu quÁ h¢n so vßi chß dùng riêng lẻ để kiểm soát hián t°ÿng nâu hóa do PPO [65] Điều này có l¿ là do tính án đánh cÿa AA trong môi tr°áng axit và sự āc chÁ cÿa môi tr°áng axit đái vßi ho¿t đáng xúc tác cÿa enzyme [48] Saini và Garg., (2016) báo cáo rằng xÿ lý AA và AC cho kÁt quÁ cÁm quan tát h¢n ã nßng đá thÃp trong khi ã nßng đá cao h¢n Ánh h°ãng đÁn mùi vá cÿa lát chuái đông l¿nh [60]

Hình 1.10 Ành hưởng của chất khử lên sÁn phẩm trung gian

Axit hóa làm giÁm pH d¿n đÁn giÁm ho¿t đáng cÿa enzyme PPO Arpita và cs., (2010) quan sát thÃy ho¿t đá PPO cÿa puree chuái giÁm m¿nh ã pH 4,0 và pH 3,5 so vßi pH 4,5 Ho¿t đá cÿa PPO bá āc chÁ tái đa ã nßng đá 200 mg/kg SMB ã pH 3,5 và 1000 mg/kg AA ã pH 4,0[66]

c/ Ph°¢ng pháp biÁn đái khí

Đái vßi chuái chÁ biÁn tái thiểu: các lát chuái t°¢i (1 cm) đ°ÿc ngâm vào dung dách cháng nâu hóa (axit ascorbic 0,5%, clorua canxi 2% và 0,75% cysteine) kÁt hÿp vßi viác bÁo quÁn trong môi tr°áng kiểm soát (3% O2 và 10% CO2), giá trá L cao nhÃt và nhāng thay đái nhß nhÃt về giá trá L ( L = 79,1 - 72,1) trong 5 ngày bÁo quÁn, tỷ lá nâu hóa thÃp [67]

Đái vßi chÁ biÁn puree chuái: sự kÁt hÿp cÿa 0,2% AA vßi 0,2% CA ho¿t đá PPO giÁm 56,69 %, t°¢ng āng giá trá L, b và BI (82,32; 12,97; 16,65) tăng lên, trong khi giá trá a (0,11) giÁm so vßi đái chāng (78,0; 10,85; 15,10 và 0,68) ã thái điểm 0 giá Điều này cho thÃy, đá sáng và màu vàng cÿa sinh tá chuái tăng lên, màu nâu giÁm Sau 24 giá ã 4°C, xu h°ßng biÁn đái cÿa các giá trá L, a và b t°¢ng tự vßi

các giá trá ã 0 giá, nh°ng ΔBI (đá chênh giāa BI ban đÅu và BI t¿i 24 giá) thÃp nhÃt (0,47) vßi xÿ lý AA+CA+N2 Xÿ lý trong môi tr°áng N2 để lo¿i bß oxy, do đó, xÿ lý AA+CA+N2 có tác dāng tích cực trong viác āc chÁ PPO và có khÁ năng giā màu tái °u [53] Các giá trá màu (L, a, b) và BI cÿa sinh tá chuái đ°ÿc bá sung axit ascorbic (0,2%), axit citric (0,2%) và N2 không thay đái sau xÿ lý HPP (550 Mpa/10 phút) và trong 15 ngày ã 4°C, cho thÃy màu sÃc cÿa sinh tá chuái có bá sung N2 đ°ÿc giā án đánh [68] Điều này đã đ°ÿc khẳng đánh trong nghiên cāu cÿa Xu và cs., (2015), xÿ lý (0,3 % AA+0,2 % CA + N2) bÁo vá màu thích hÿp cho quá trình tiền xÿ lý cÿa puree chuái và khi đó ho¿t đá PPO còn l¿i 44,10 % Sau khi xÿ lý HPP (500 MPa trong 10 phút) ho¿t đá PPO còn l¿i là 19,41% và không có thay đái đáng kể nào trong 30 ngày [16].

d/ Các ph°¢ng pháp khác

Xÿ lý nhiát 80oC trong 6 phút kÁt hÿp vßi 1 % AA làm chÁm quá trình nâu hóa và giÁm c°áng đá màu (ã b°ßc sóng 420 nm) trong siro chuái [69] Vßi chuái nguyên quÁ, ch°a bóc vß, xÿ lý trong n°ßc sôi 1 phút sau đó điều chßnh pH 4,0 bằng axit citric 0,5 M, puree chuái có cÃu trúc và h°¢ng vá đßng nhÃt, màu sÃc chÃp nhÁn đ°ÿc [21]

Xÿ lý ã áp suÃt cao và nhiát đá thÃp: Ho¿t đá PPO còn l¿i trong n°ßc chuái vßi thát chuái xÿ lý HPCD (áp suÃt 20Mpa) thÃp h¢n so vßi xÿ lý MH (áp suÃt môi tr°áng) và tái thiểu là 11,6% ã 60°C, do đó sự thay đái màu n°ßc chuái từ xÿ lý HPCD chÁm h¢n so vßi xÿ lý MH và đái chāng Màu cÿa n°ßc chuái có xu h°ßng án đánh trong 6 giá ã 25oC Sau 6 giá, n°ßc chuái chuyển sang màu nâu vßi xÿ lý MH và màu vàng đÁm vßi xÿ lý HPCD ã 60°C So vßi xÿ lý MH ã cùng nhiát đá, giá trá L vßi xÿ lý HPCD lßn h¢n, còn giá trá a* và giá trá b thÃp h¢n [70]

Palou và cs., (1999) báo cáo rằng ho¿t đá PPO còn l¿i trong puree chuái < 5% sau khi xÿ lý h¢i n°ßc bão hòa (0,1 MPa) trong 7 phút, điều chßnh pH 3,4 bằng axit photphoric (10 %) và kÁt hÿp vßi xÿ lý áp suÃt (HHP) ã 689 Mpa Tuy nhiên, ho¿t đá PPO còn l¿i (< 5 %) là đÿ để bÃt đÅu nâu hóa, điều này có thể nhÁn thÃy sau 6 ngày bÁo quÁn ã 25°C [54]

 Tóm lại:

- Chuối là loại quả chín sau thu hoạch, qúa trình chín thường được chia theo 7 độ chín

bội thể AA, AB, BB) thì thành phần hóa học và cấu trúc thịt quả cũng khác nhau và

có liên quan đến trạng thái và liên kết nước trong mô tế bào cũng là đặc tính khác biệt

để xác định độ chín và phương pháp xử lý chín phù hợp cho mục đích chế biến puree

- Mặt khác phần thịt quả chuối chín trong quá trình chế biến dễ bị nâu hóa do

enzyme Polyphenol oxidase (PPO) và phản ứng oxy hóa khi có mặt của khí oxy là

như hạn chế tốc độ phản ứng ôxy hóa theo hướng (nhiệt độ cao, áp suất cao, pH

1.3 Tãng hÿp các k¿t quÁ nghiên cāu ch¿ bi¿n puree chußi

Giai đo¿n chín tái °u cÿa chuái để sÁn xuÃt puree đ°ÿc xác đánh thông qua các đặc tính vÁt lý, hóa học và cÁm quan Các m¿u thát chuái đ°ÿc phân tích về cÃu trúc, táng chÃt rÃn hòa tan, tinh bát, đ°áng, tro táng sá, hàm l°ÿng kali và magie ã các giai đo¿n chín khác nhau TiÁn hành, chÅn n°ßc sôi 1 phút chuái nguyên quÁ, xay nhuyßn 1 phút, điều chßnh pH 4,0 bằng axit citric 0,5 mol/L, đóng túi, bÁo quÁn ã 4oC Đá chín 5 là phù hÿp nhÃt để sÁn xuÃt puree, thát chuái có hàm l°ÿng kali (584 mg/100 g), magie (58 mg/100 g), đ°áng táng sá (5,2 g/100 g) và tinh bát (1,8 g/100 g) KÁt quÁ về khÁ năng chÃp nhÁn về mặt cÁm quan cho thÃy sÁn phẩm puree đ°ÿc đánh giá tát h¢n và có thể bÁo quÁn ã 4oC trong 14 ngày [21]

Ành h°ãng cÿa ph°¢ng pháp xÿ lý vi sóng đÁn đặc tính dinh d°ỡng cÿa puree chuái đã đ°ÿc nghiên cāu và so sánh vßi ph°¢ng pháp xÿ lý nhiát thông th°áng Chuái Basrai (AAA) chín hoàn toàn, bóc vß, vi sóng 3 phút và đun cách thÿy ã

100oC trong 8 phút, xay và lọc qua rây 16 mesh và 30 mesh Puree chuái chÁ biÁn từ chuái xÿ lý vi sóng, có hàm l°ÿng axit ascorbic 14,7 mg/100 g, táng chÃt rÃn hòa tan 18,3oBx, đ°áng táng 6,3 %, tanin 0,045 %, đá axit 0,29 % và chß sá cÁm quan 7,2 cao nh°ng có đá pH 4,64 thÃp h¢n so vßi puree chuái chÁ biÁn từ chuái chÅn n°ßc Quá trình nâu hóa do enzym hoàn toàn bá chÁm do ho¿t đá PPO, POD giÁm và PME trã thành không ho¿t đáng ã cÁ hai ph°¢ng pháp chÅn [58]

Hiáu quÁ cÿa ph°¢ng pháp xÿ lý nhiát và áp suÃt cao (HHP) đÁn ho¿t tính polyphenoloxidase (PPO) và màu sÃc cÿa puree chuái đ°ÿc đánh giá trong 15 ngày

ã 25°C TiÁn hành xÿ lý các lát chuái sapientum (1 cm) bằng h¢i n°ßc bão hòa

trong 1, 3, 5 hoặc 7 phút; xay trong dung dách axit ascorbic 1% (theo tỷ lá 0,2 ml/g chuái) Điều chßnh pH 3,4 bằng axit photphoric 10% và giÁm ho¿t đá n°ßc aw

xuáng 0,97 bằng sacaroza Puree đ°ÿc chia 4 m¿u: đái chāng, xÿ lý 1000 ppm kali sorbate, xÿ lý HHP 517 hoặc 689 Mpa trong 10 phút ã 21°C KÁt quÁ cho thÃy, sá l°ÿng nÃm men và nÃm mác xÿ lý HHP là <10 CFU/g trong suát quá trình bÁo quÁn Xÿ lý HHP giā màu sÃc ban đÅu cÿa puree chuái Ho¿t đá PPO trong chuái giÁm từ 416 xuáng 390, 272, 141 và 63 đ¢n vá t°¢ng āng thái gian chÅn tăng từ 1, 3, 5 và 7 phút; khi đó ho¿t tính PPO còn l¿i là 93,8, 65,4, 33,9 và 15,1% M¿u không chÅn và xÿ lý HHP 689 Mpa ã 21oC trong 10 phút, ho¿t tính PPO còn l¿i 79%; trong khi chÅn h¢i n°ßc 7 phút và xÿ lý HHP 689 Mpa ã 21oC trong 10 phút, ho¿t tính PPO còn l¿i trong puree chuái < 5% tuy nhiên hián t°ÿng nâu hóa bÃt đÅu xuÃt hián sau 6 ngày bÁo quÁn ã 25°C [54]

Chingtham và cs., (2014) đánh giá chÃt l°ÿng cÿa puree chuái có bá sung kali metabisulphate (KMS) trong 2 tháng bÁo quÁn ã nhiát đá môi tr°áng Thí nghiám vßi 3 giáng chuái (Martaman, Grand Naine, Kanthali) vßi hàm l°ÿng KMS (300 ÷ 400 ppm) TiÁn hành chÅn chuái nguyên quÁ trong n°ßc nóng 3 phút, ngâm 3 phút trong dung dách KMS 1 %, xay nhuyßn kÁt hÿp bá sung axit citric 0,1 %, đ°áng 10 %, n°ßc vßi tỷ lá chuái /n°ßc là 1/1,3, làm nóng trong 20 phút, bá xung KMS và đóng chai KÁt quÁ cho thÃy, các m¿u puree đều giā đ°ÿc chÃt l°ÿng cÁm quan nh°ng có sự thay đái về mặt hóa lý Sự thay đái ít nhÃt trong bÁo quÁn ã chuái

Grand Naine kÁt hÿp vßi KMS 300ppm trong khi chuái Martaman vßi 400 ppm chÃt l°ÿng cÁm quan tát nhÃt [71]

Wang và cs.,(2013) nghiên cāu Ánh h°ãng cÿa chÃt cháng nâu hóa (AA+CA) và môi tr°áng biÁn đái khí MA (N2 và CO2) đÁn chÃt l°ÿng puree chuái Chuái

CA), xay vßi 0,2% AA + 0,2% CA trong môi tr°áng MA KÁt quÁ, hián t°ÿng nâu hóa giÁm rõ rát đ°ÿc quan sát thÃy sau mßi lÅn xÿ lý, ho¿t tính PPO giÁm đáng kể (56,69%) sau khi xÿ lý 0,2% AA+0,2% CA và kÁt quÁ t°¢ng tự trong môi tr°áng N2 hoặc CO2 Xÿ lý (AA+CA+N2) chß sá hóa nâu (ΔBI 0,47) thay đái ít nhÃt cho thÃy hiáu quÁ cháng hóa nâu tát nhÃt và các thuác tính cÁm quan màu sÃc, tr¿ng thái, mùi vá, khÁ năng chÃp nhÁn táng thể cÿa puree chuái tát h¢n [53]

Các đặc tính chÃt l°ÿng cÿa puree chuái đ°ÿc so sánh sau khi xÿ lý áp suÃt cao (HPP) ã 500 MPa trong 10 phút và thanh trùng nhiát (TP) ã 90°C trong 2 phút trong 30 ngày bÁo quÁn l¿nh (4°C) Xÿ lý HPP và TP làm giÁm TAB còn xÃp xß 1,0 CFU/g và M&Y nhß h¢n 0,3 log CFU/g trong quá trình bÁo quÁn HPP và TP không làm thay đái pH, đá axit (TA), táng chÃt rÃn hòa tan táng sá (TSS), đá sáng (L) và màu vàng (b), táng hàm l°ÿng phenolic (TPC) và khÁ năng cháng oxy hóa (AC), nh°ng HPP làm tăng màu đß (a) và TP giÁm màu đß (a) và axit ascorbic (AA) Trong quá trình bÁo quÁn L, a, và b cÿa puree đ°ÿc xÿ lý HPP và TP không thay đái nh°ng puree đ°ÿc xÿ lý bằng HPP làm tăng đá pH và giÁm TA Sau khi bÁo quÁn, tỷ lá TPC và AA lÅn l°ÿt là 75,85 và 55,09% ã nhóm HPP và 96,30 và 68,09% ã nhóm TP [16]

Guerrero và cs., (1996) tái °u hóa công nghá và kÁt hÿp bÁo quÁn puree chuái để giÁm thiểu sự thay đái màu sÃc trong quá trình bÁo quÁn ã nhiát đá từ 15 - 35°C trong 4 tháng Chuái cavendishii (AAA) chín (đá ẩm 77%, đá pH 4,8 đÁn 5,0), bóc vß, cÃt dọc thành 2 nÿa bằng nhau, chÅn h¢i n°ßc bão hòa trong 1 phút và làm l¿nh đÁn khoÁng 15°C, xay nhuyßn GiÁm ho¿t đá n°ßc xuáng 0,97 bằng glucose Bá sung natri bisulphite (200 ppm, 400 ppm hoặc 600 ppm), kali sorbat (100 ppm), axit ascorbic (250 ppm) và điều chßnh pH 3,4 bằng axit photphoric Puree đóng gói chân không trong túi cháng ẩm dày 1 cm, ngâm trong n°ßc sôi mát