Nghiên cứu ảnh hưởng của alginat kết hợp nanochitosan nhằm duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản củ ném (allium schoenoprasum)
- 140 trang
- file .pdf
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN THỊ HƯƠNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ALGINAT KẾT HỢP
NANOCHITOSAN NHẰM DUY TRÌ CHẤT LƯỢNG VÀ KÉO DÀI
THỜI GIAN BẢO QUẢN CỦ NÉM (ALLIUM SCHOENOPRASUM)
LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
HUẾ - 2019
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN THỊ HƯƠNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ALGINAT KẾT HỢP
NANOCHITOSAN NHẰM DUY TRÌ CHẤT LƯỢNG VÀ KÉO DÀI
THỜI GIAN BẢO QUẢN CỦ NÉM (ALLIUM SCHOENOPRASUM)
LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 8540101
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN HIỀN TRANG
HUẾ - 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung
thực từ kết quả nghiên cứu có được và chưa được ai công bố trong bất cứ một công
trình nào khác. Các thông tin trích dẫn đều được ghi rõ địa chỉ, nguồn gốc.
Người cam đoan
Nguyễn Thị Hương
ii
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi luôn nhận được
sự ủng hộ, giúp đỡ của các quý thầy cô cùng bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc và kính trọng đến cô giáo hướng
dẫn: PGS.TS. Nguyễn Hiền Trang đã tận tình giảng dạy, định hướng và giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban
Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Huế; cùng tập thể quý thầy, cô giáo khoa Cơ
khí Công nghệ đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và làm
luận văn.
Cuối cùng tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình, đồng nghiệp và bạn bè,
những người đã luôn ở bên để động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện, ủng hộ tôi trong suốt
thời gian học tập, giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn trong thời gian vừa qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Huế, ngày 15 tháng 5 năm 2019
Học viên thực hiện
Nguyễn Thị Hương
iii
TÓM TẮT
Nghiên cứu này nhằm khảo sát ảnh hưởng của alginat kết hợp nanochitosan đến
chất lượng của củ ném trong quá trình bảo quản và đề xuất ra quy trình bảo quán ném
sau thu hoạch. Các phương pháp sử dụng trong nghiên cứu: Phương pháp lấy mẫu tại
vườn; phương pháp lấy mẫu tại phòng thí nghiệm; phương pháp hóa sinh (xác định
hao hụt khối lượng, xác định chất khô tổng số, hàm lượng vitamin C, hàm lượng
đường tổng số, hàm lượng tinh dầu, cường độ hô hấp, tỷ lệ hư hỏng), phương pháp tạo
nanochitosan và dung dịch alginat, phương pháp xử lý số liệu ANOVA.
Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian thu hoạch củ ném phù hợp (tốt nhất)
trong khoảng 210 ngày (7 tháng) sau khi gieo cho củ ném có hàm lượng chất khô hòa
tan (21,473%), hàm lượng đường (11,073%), hàm lượng vitamin C (0,083%), hàm
lượng tinh dầu tốt nhất (0,733%). Trong quá trình bảo quản, củ ném được bao màng
alginat 2% cho kết quả tốt hơn so với mẫu đối chứng (không bao chế phẩm) và các
mẫu bao màng alginat 1% và alginat 3%. Sau 90 ngày bảo quản, củ ném có bao màng
với alginat 2% vẫn đạt chất lượng tốt hơn so với các mẫu khác với cường độ hô hấp
(4,360 mlCO2/kg.h), tỷ lệ hư hỏng (32,303%) và tỷ lệ hao hụt khối lượng (25,750%)
thấp nhất, trong khi đó hàm lượng chất khô hòa tan (16,267%), hàm lượng vitamin C
(0,034%), hàm lượng đường (6,767%) và hàm lượng tinh dầu (0,397%) cao hơn.
Củ ném được bao màng với alginat 2% kết hợp nanochitosan 0,2% cho kết quả
tốt hơn so với mẫu đối chứng (không bao chế phẩm) và các mẫu bao màng riêng rẽ
(nanochitosan 0,2% hoặc alginat 2%). Sau 90 ngày bảo quản, củ ném có bao màng với
alginat 2% kết hợp nanochitosan 0,2% vẫn đạt chất lượng tốt hơn so với các mẫu khác
với cường độ hô hấp (3,753 mlCO2/kg.h), tỷ lệ hư hỏng (27,453%) và tỷ lệ hao hụt
khối lượng (23,997%) thấp nhất, trong khi đó hàm lượng chất khô hòa tan (17,103%),
hàm lượng vitamin C (0,045%), hàm lượng đường (8,077%) và hàm lượng tinh dầu
(0,447%) cao hơn.
Sau khi hoàn thành đề tài đã thu được một số kết quả: Xác định độ chín thu
hoạch của củ ném, đề xuất quy trình bảo quản củ ném sau thu hoạch bằng alginat 2%
kết hợp nanochitosan 0,2% nhằm kìm hãm các biến đổi sinh lý, sinh hóa, hạn chế tỷ lệ
hư hỏng và kéo dài thời hạn bảo quản ném.
iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
TÓM TẮT ................................................................................................................. iii
MỤC LỤC .................................................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ vii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................viii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề................................................................................................................ 1
2. Mục đích của đề tài .................................................................................................. 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu ................................................ 2
3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU............................................................... 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CỦ NÉM (ALLIUM SCHOENOPRASUM) ............................... 3
1.1.1. Nguồn gốc, đặc điểm củ ném ............................................................................. 3
1.1.2. Thành phần hoạt chất và giá trị dinh dưỡng của ném .......................................... 5
1.1.3. Công dụng và tác dụng của ném ......................................................................... 7
1.1.4. Những biến đổi hư hỏng thường gặp trong quá trình bảo quản ........................... 8
1.1.5. Một số phương pháp xử lý và bảo quản củ ném sau thu hoạch ......................... 11
1.2. TỔNG QUAN VỀ ALGINAT ............................................................................ 11
1.2.1. Lịch sử hình thành............................................................................................ 11
1.2.2. Cấu trúc và tính chất của alginat....................................................................... 12
1.3. TỔNG QUAN VỀ NANOCHITOSAN ............................................................... 14
1.3.1. Lịch sử hình thành............................................................................................ 14
1.3.2. Cấu trúc và tính chất của nanochitosan............................................................. 14
1.4. GIỚI THIỆU VỀ TÚI LƯỚI ............................................................................... 15
v
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN
ĐỀ TÀI ...................................................................................................................... 16
1.5.1. Các nghiên cứu trong nước .............................................................................. 16
1.5.2. Các nghiên cứu ngoài nước .............................................................................. 18
1.6. NHẬN XÉT CHUNG ......................................................................................... 22
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU .......................................................................................................................... 24
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................... 24
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 24
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 25
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 25
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 25
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu ....................................................................................... 25
2.3.2. Các phương pháp sử dụng để phân tích các chỉ tiêu cơ lý, hóa sinh .................. 26
2.3.3. Phương pháp tạo nanochitosan ......................................................................... 27
2.3.4. Phương pháp tạo dung dịch sodium alginat ...................................................... 27
2.3.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm ......................................................................... 27
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 31
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 32
3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÍN THU HOẠCH CỦA CỦ NÉM ..................... 32
3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ALGINAT ĐẾN
CHẤT LƯỢNG CỦA CỦ NÉM TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN ...................... 34
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến cường độ hô hấp của củ ném trong quá trình
bảo quản .................................................................................................................... 34
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến hàm lượng chất khô hòa tan của củ ném
trong quá trình bảo quản ............................................................................................ 35
3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến hàm lượng vitamin C của củ ném trong quá
trình bảo quản ............................................................................................................ 37
3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến hàm lượng đường của củ ném trong quá
trình bảo quản ............................................................................................................ 38
vi
3.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến tỷ lệ hư hỏng của củ ném trong quá trình
bảo quản .................................................................................................................... 40
3.2.6. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến tỷ lệ hao hụt khối lượng của củ ném trong
quá trình bảo quản ..................................................................................................... 42
3.2.7. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến hàm lượng tinh dầu của củ ném trong quá
trình bảo quản ............................................................................................................ 44
3.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ NANOCHITOSAN
KẾT HỢP ALGINAT ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA CỦ NÉM TRONG QUÁ TRÌNH
BẢO QUẢN .............................................................................................................. 46
3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp với alginat đến cường độ hô hấp
của củ ném trong quá trình bảo quản.......................................................................... 46
3.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hàm lượng chất khô
hòa tan của củ ném trong quá trình bảo quản ............................................................. 48
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hàm lượng vitamin C
của củ ném trong quá trình bảo quản.......................................................................... 49
3.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hàm lượng đường của
củ ném trong quá trình bảo quản ................................................................................ 51
3.3.5. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến tỷ lệ hư hỏng củ ném
trong quá trình bảo quản ............................................................................................ 52
3.3.6. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hao hụt khối lượng
của củ ném trong quá trình bảo quản.......................................................................... 56
3.3.7. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hàm lượng tinh dầu
của củ ném trong quá trình bảo quản.......................................................................... 59
3.4. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH BẢO QUẢN NÉM THƯƠNG PHẨM BẰNG MÀNG
ALGINAT KẾT HỢP NANOCHITOSAN ................................................................ 60
3.4.1. Sơ đồ quy trình................................................................................................. 60
3.4.2. Thuyết minh quy trình ...................................................................................... 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 64
1. KẾT LUẬN ........................................................................................................... 64
2. KIẾN NGHỊ........................................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 65
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 72
vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Bx Brix - Chất khô hòa tan
CĐHH Cường độ hô hấp
CFU Colony forming units
CMC Carboxyl methyl cellulose
CT Công thức
CT1 Công thức 1
CT2 Công thức 2
CT3 Công thức 3
ĐC1 Đối chứng 1
ĐC2 Đối chứng 2
ĐC3 Đối chứng 3
GAE Gallic equivalent
HHKL Hao hụt khối lượng
LBL Layer by layer
P/AG Pectin-chitosan
P/CS Pectin-alginat
SA Sodium alginate
STPP Sodium Trypolyphosphate
t Thời gian
0
t Nhiệt độ
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
USDA United States Department of Agriculture - Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ
WSC Water soluble chitosan
WVP Water vapor permeability
WVR Water vapor regained
WVTR Water vapor transmission rate
Độ ẩm
viii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng của 100 g củ ném tươi .................................................... 6
Bảng 2.1. Bảng bố trí các mẫu thí nghiệm.................................................................. 30
Bảng 3.1. Một số chỉ tiêu về sinh lý, sinh hóa của củ ném ......................................... 33
Bảng 3.2. Ảnh hưởng nồng độ alginat đến tỷ lệ hư hỏng của ném theo thời gian
bảo quản. .................................................................................................................. 40
Bảng 3.3. Ảnh hưởng nồng độ alginat đến tỷ lệ hao hụt khối lượng của ném theo thời
gian bảo quản............................................................................................................. 42
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến tỷ lệ hư hỏng của
ném theo thời gian bảo quản. ..................................................................................... 53
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến tỷ lệ hao hụt khối
lượng của ném theo thời gian bảo quản. ..................................................................... 57
ix
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây ném (Hàn Đăng, 2018) .......................................................................... 3
Hình 1.2. Củ ném thu mua ở Quảng Trị ....................................................................... 4
Hình 1.3. Hoa và lá ném (Dương Trọng Hiếu, 2016) ................................................... 4
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của alginat (FAO, 2014) ................................................ 12
Hình 1.5. Ném bao túi lưới ........................................................................................ 16
Hình 2.1. Mẫu ném thu mua tại Quảng Trị ................................................................. 24
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ aglinat đến chất
lượng của củ ném trong quá trình bảo quản ................................................................ 28
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ alginat kết hợp
nanochitosan đến chất lượng của của củ ném trong quá trình bảo quản ...................... 29
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện biến đổi cường độ hô hấp của ném ở các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản .............................................................................................. 34
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng chất khô của ném ở các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản. ............................................................................................. 36
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng vitamin C của ném ở các mẫu thí
nghiệm theo thời gian bảo quản. ................................................................................ 37
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng đường khử của các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản. ............................................................................................. 39
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện biến thiên hàm lượng tinh dầu của ném ở các mẫu thí
nghiệm theo thời gian bảo quản. ................................................................................ 45
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện biến đổi CĐHH của ném ở các mẫu thí nghiệm theo thời
gian bảo quản............................................................................................................. 47
Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng chất khô của ném ở các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản. ............................................................................................. 49
Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng vitamin C của ném ở các mẫu thí
nghiệm theo thời gian bảo quản. ................................................................................ 50
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng đường khử của các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản. ............................................................................................. 51
Hình 3.10. Biểu đồ thể hiện biến thiên hàm lượng tinh dầu của ném ở các mẫu thí
nghiệm theo thời gian bảo quản. ................................................................................ 59
Hình 3.11. Sơ đồ quy trình bảo quản ném bằng alginat kết hợp nanochitosan................. 61
1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Cây ném (Allium schoenoprasum L.) hay còn có tên gọi khác là cây nén, hành
tăm,... thuộc họ hành (Liliaceae) có nhiều hoạt chất có giá trị đã được sử dụng phổ
biến trong dân gian như một loại rau gia vị ăn lá, thân củ giàu dinh dưỡng, có tính sát
trùng, hỗ trợ chữa bệnh.
Ném được trồng chủ yếu ở một số vùng đất cát như Nghệ An, Quảng Bình,
Quảng Trị và Thừa Thiên Huế, trong đó Quảng Trị với địa hình chủ yếu gò đồi và cồn
cát thì ném là loại cây trồng phù hợp, truyền thống ở địa phương mang lại thu nhập
khá cao và ổn định cho người dân. Năm 2011, toàn huyện Hải Lăng canh tác được 75
ha ném thì đến năm 2015 đã phát triển được gần 170 ha, trong đó tập trung ở 3 xã như
Hải Dương, Hải Quế, Hải Ba. Trong số các xã kể trên, Hải Dương là địa phương có số
diện tích trồng ném lớn nhất. Với năng suất khoảng 6 tấn/ha (ném tươi và củ), cây ném
cho thu nhập 120-150 triệu trên mỗi hecta canh tác. Những năm trở lại đây, thị trường
tiêu thụ ném ngày càng tăng cao đã tạo sức hút mạnh đối với người dân Hải Lăng
trong việc chuyển đổi cây trồng, khai thác tiềm năng lợi thế của vùng cát hoang hóa
theo hướng mở rộng diện tích trồng ném. Ở qui mô nông hộ, ném củ sau khi thu
hoạch, làm khô sơ bộ và được tồn trữ bằng phương pháp vùi trong cát khô, sạch ở nơi
thoáng mát. Bằng phương pháp này, củ ném thương phẩm (một phần được sử dụng
làm hạt giống cho vụ trồng kế tiếp) có thể tồn trữ trong khoảng thời gian 3-5 tháng tuỳ
thuộc vào điều kiện thời tiết. Mặc dù ném thuộc nhóm có cường độ hô hấp thấp, mức
độ hao hụt khối lượng sau thời gian 3-4 tháng tồn trữ trong cát có thể lên đến 20-30%
tuỳ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm môi trường. Bên cạnh đó, sau thời gian ngủ nghỉ
chừng 2-3 tháng, dưới điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp củ ném tồn trữ trong cát
vẫn xảy ra hiện tượng nẩy mầm không mong muốn. Ngoài ra, củ ném bảo quản kéo
dài trong điều kiện nóng ẩm thường khó tránh khỏi hiện tượng thối nhũn do một số
nấm bệnh phát triển gây ra như: Bệnh thối nhũn đen do Aspergillus niger, thối xám do
Botrytis allii, héo vàng do Fusarium oxysporum f. sp gây suy giảm chất lượng đáng kể
ném thương phẩm (Hoàng Kim Toản và cs, 2017).
Các nghiên cứu cho thấy, các biện pháp xử lý hoá lý an toàn như tạo màng bao
alginat, chitosan,… kết hợp bao bì phù hợp là phương pháp an toàn, thân thiện với môi
trường đã được nghiên cứu áp dụng cho nhiều loại rau quả có tác dụng hạn chế quá
trình hô hấp và giảm thất thoát trong bảo quản (Baldwin và cs, 1995). Lớp phủ ăn
được có thể cải thiện chất lượng thịt bằng cách làm chậm mất ẩm, giảm quá trình oxy
hóa và đổi màu, hoạt động như chất mang có tác dụng kháng khuẩn và chống oxy hóa
(Zaritzky, 2010).
2
Trong một nghiên cứu sử dụng màng kết hợp pectin – alginat và màng pectin –
chitosan cho thấy, chuối được phủ màng có tỷ lệ hao hụt khối lượng, có tỷ lệ hư hỏng,
hàm lượng vitamin C, độ cứng giảm chậm hơn nhiều so với mẫu đối chứng (Ngô Thị
Minh Phương và cs, 2017). Lớp phủ gellan và alginat đóng vai trò trong việc giảm thất
thoát độ ẩm, kéo dài thời gian bảo quản và cải thiện độ bóng (Spanou và Giannouli,
2013).
Các nghiên cứu khác cho thấy, tạo màng bao kết hợp với các biện pháp xử lý
hoá lý an toàn, bao bì có điều chỉnh độ thoáng khí có thể làm chậm quá trình biến đổi
sinh hoá của hành tỏi sau thu hoạch (Nussinovitch và Hershko, 1996; Hershko và
Nussinovitch, 1998; Geraldine và cs, 2008).
Do đó, việc kết hợp màng bao của chất có hoạt tính sinh học hứa hẹn sẽ đem lại
hiệu quả bảo quản củ ném tốt hơn so với phương pháp truyền thống hiện nay
Xuất phát từ những phân tích trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh
hưởng của alginat kết hợp nanochitosan nhằm duy trì chất lượng và kéo dài thời
gian bảo quản củ ném (Allium schoenoprasum)” với mong muốn duy trì chất lượng,
an toàn thân thiện với môi trường và hiệu quả trong giảm tổn thất, phòng trừ các bệnh
nấm gây hại trong quá trình bảo quản củ ném thương phẩm.
2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu ảnh hưởng của alginat kết hợp nanochitosan nhằm duy trì chất
lượng, giảm tỷ lệ hư hỏng và kéo dài thời gian bảo quản củ ném.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Xác định được một số thông số kĩ thuật (nồng độ alginat, nồng độ
nanochitosan) nhằm kéo dài thời gian bảo quản củ ném sau thu hoạch.
- Đề xuất được quy trình bảo quản với các thông số công nghệ thích hợp nhằm
duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản ném sau thu hoạch.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xây dựng được quy trình bảo quản củ ném sau thu hoạch bằng phương pháp
sử dụng kết hợp hoạt tính sinh học alginat, nanochitosan để hạn chế tổn thất và kéo dài
thời gian bảo quản ném.
- Từ kết quả đạt được của đề tài có thể ứng dụng vào thực tiễn để bảo quản ném
tại các hộ trồng ném ở các tỉnh miền Trung.
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CỦ NÉM (ALLIUM SCHOENOPRASUM)
1.1.1. Nguồn gốc, đặc điểm củ ném
1.1.1.1. Nguồn gốc
Ném còn được gọi là hành tăm, hành trắng, hành tung, hành hoa, củ ném, ném,
mùn thun,…có tên khoa học là Allium schoenoprasum, thuộc họ hành tỏi (Alliaceae,
thuộc chi Allium L., họ hành (Liliaceae)) là một loại rau ăn củ-gia vị khá phổ biến ở
nước ta. Các tên thường gặp: Hành trắng, ném (Việt Nam), Chive (Anh-Mỹ),
Ciboulette, Civette (Pháp), Schnittlauch (Đức), Cebollino (Tây Ban Nha). Allium là
tên la tinh cũ gọi gia đình hành-tỏi; schoenoprasum phát xuất từ 2 chữ Hy Lạp-
schoinos có nghĩa là giống cây cói và prason nghĩa là tỏi . Ở Việt Nam, họ hành có
khoảng 30 chi và trên 100 loài (Võ Văn Chi và Dương Đức Tiến, 1978; Vũ Văn
Chuyên, 1976).
Cây ném có nguồn gốc tại Bắc Á, Bắc Âu và Bắc Mỹ, đã được trồng và sử dụng
từ hơn 5.000 năm. Ném mọc hoang ở vùng Địa Trung Hải và trải dài đến dãy
Himalaya. Ở Việt Nam, cây ném được mang vào trồng ở nước ta từ lâu đời để làm rau
gia vị và lấy củ, hoa để làm thuốc. Ném được trồng nhiều ở khu vực miền Trung. Qua
thời gian dài, cây ném được nhân giống vô tính bằng củ và tồn tại cho đến ngày nay
(Lê Thị Khánh, 2013).
Hình 1.1. Cây ném (Hàn Đăng, 2018)
4
1.1.1.2. Đặc điểm
Đặc điểm thực vật học:
Cây ném thuộc loài thảo nhỏ, mọc cao trung bình 10-30 cm, có thể đến 60 cm
và thành bụi cỡ 30 cm. Thân hành hay củ màu trắng lớn cỡ ngón tay út, đường kính 1-
2 cm, bao bao bởi những vẩy dai.
Hình 1.2. Củ ném thu mua ở Quảng Trị
Lá phát triển rất nhiều, màu xanh lục đậm, mỏng. Lá và cán hoa đều hình trụ,
rỗng, nhỏ như cây tăm (do vậy mà có tên là hành tăm). Hoa màu đỏ tím hoặc màu
trắng mọc thành cụm hình đầu dạng cầu mang nhiều hoa, có cuống ngắn. Hoa thường
vô sinh nên ném thường được nhân giống bằng cách tách bụi hoặc trồng bằng củ.
Ném thích hợp với đất thông thoáng không ứ nước, có tính nhẹ. Thời gian nảy
mầm từ 10 đến 14 ngày. Mùa vụ thích hợp cho cây ném là trồng vào tháng 9 đến tháng
10 (đầu mùa mưa), thu hoạch thân, lá vào tháng 1 đến tháng 2 (khoảng 3 đến 4 tháng
sau trồng) và thu hoạch củ vào tháng 3 đến tháng 5 (6 đến 7 tháng sau trồng). Ném ưa
phát triển trên loại đất thịt nhẹ, cát pha, tơi xốp, giàu mùn, thoát nước tốt và có độ pH
từ 6 - 6,5 (Mai Hoa, 2016). Đất trồng ném: Cây ném là cây rất dễ trồng trên nhiều loại
đất và vùng đất khác nhau, có thể trồng dưới ruộng lúa, trên đồng, trên đồi, trên cát
hay trên đất rừng (đất đỏ) điều được cả.
Hình 1.3. Hoa và lá ném (Dương Trọng Hiếu, 2016)
5
1.1.2. Thành phần hoạt chất và giá trị dinh dưỡng của ném
1.1.2.1. Thành phần hoạt chất
Cũng như các cây thuộc gia đình hành-tỏi, các hợp chất có tác dụng kháng vi
sinh vật nằm trong thành phần tinh dầu của ném. Lá và củ ném chứa hợp chất lưu huỳnh
(tinh dầu) như hành tỏi nhưng đặc biệt hơn là có metylpentydisulfid, pentyhydrodisulfid,
nhiều silicium, lá ném có nhiều tiền vitamin A, B, C và nhiều hợp chất loại allyl-
disulfid, hữu cơ (citric, ferulic, fumaric, caffeic.), sterols như campesterol, flavonoid
như quecetin, quercetin-3-beta-D-glucozid,… Tinh dầu từ lá và rễ của ném được chiết
xuất bằng cách thủy phân mang lại lần lượt 0,02% cho lá và 0,03% cho rễ bao gồm
diallyl disulfide (72,06% ở lá và 56,47% ở rễ); 2,4,5- trithiahexane (ở lá 54,5% và ở rễ
15,9%) và tris (methylthio) - methane (ở lá 4,01% và ở rễ 12,81%). Thành phần chính
của tinh dầu trong củ ném là methyl propyl trisulfide (8,3%), tiếp theo là (E) -1-propenyl
propyl disulfide (4,6%), dipropyl trisulfide (4,6%), (E) -1-propenyl propyl trisulfide
(4,5%) và dipropyl disulfide (3,8%) (Sonia và Elsa 2009).
Các hợp chất organosulfur cụ thể có trong ném đã được nghiên cứu rộng rãi cho
tiềm năng hóa trị chống lại ung thư. Các cơ chế đề xuất để giải thích các tác dụng ngăn
ngừa ung thư của ném bao gồm ức chế đột biến, điều chế các hoạt động của enzyme,
ức chế sự hình thành các chất gây nghiện DNA, các hoạt động ở gốc tự do và ảnh
hưởng đến sự tăng sinh tế bào và tăng trưởng khối u (Sengupta và cs, 2004).
1.1.2.2. Giá trị dinh dưỡng của ném
Thành phần chủ yếu trong ném là nước, chiếm khoảng 86,8%. Ngoài ra trong
ném chứa một lượng vừa phải các chất protein, chất béo, chất xơ cũng với một lượng
đáng kể calcium, phosphorus và potassium. Thân ném chứa một lượng đáng kể
carotene và chất sắt rất tốt cho cơ thể.
Ném chứa các amino acid như alanine, arginine, aspartic, glutamic, leucine,
lysine, phenylalanine, treonine, tyrosine.
Theo phân tích của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ USDA, trong 100 g ném tươi chứa
các thành phần như sau:
6
Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng của 100 g củ ném tươi
STT Thành phần Đơn vị Giá trị
1 Năng lượng kcal 30
2 Chất đạm g 3,27
3 Tổng lipid (chất béo) g 0,73
4 Carbohydrate g 4,35
5 Chất xơ (tổng khẩu phần) g 2,5
6 Đường g 1,85
7 Canxi mg 92
8 Sắt mg 1,60
9 Magiê mg 42
10 Photpho mg 58
11 Kali mg 296
12 Natri mg 3
13 Kẽm mg 0,56
14 Vitamin C mg 58,1
15 Thiamin mg 0,078
16 Riboflavin mg 0,15
17 Niacin mg 0,647
18 Vitamin B-6 mg 0,138
19 Folate, DFE g 105
20 Vitamin A, RAE g 218
21 Vitamin E (alpha-tocopherol) mg 0,21
22 Vitamin K (phylloquinone) g 212,7
23 Acid béo, tổng không bão hòa đơn g 0,095
24 Acid béo, tổng không bão hòa đa g 0,267
(Nguồn: USDA National Nutrient Database for Standard Reference Release, 2018)
7
1.1.3. Công dụng và tác dụng của ném
1.1.3.1. Giá trị dược liệu của ném
Ném là cây gia vị, cây làm thuốc khá phổ biến ở vùng Nghệ An, Hà Tĩnh,
Quảng Trị,... Về phương diện dinh dưỡng và trị liệu, ném được xem là một cây rau có
tính sát trùng, có tác dụng kích thích vị giác giúp tạo cảm giác thèm ăn và trợ tiêu hóa.
Cũng như các cây thuộc gia đình hành - tỏi, tác dụng sát trùng của ném do có chứa các
hợp chất sulphur nhưng không mạnh để có thể gây trở ngại cho hệ tiêu hóa như tỏi.
Ném còn có tác dụng ngăn chặn sự lên men trong ruột, bồi bổ gan và dạ dày, tốt cho
huyết áp.
Theo đông y, ném có tính nóng, vị cay, mùi hăng nồng, có tác dụng tiêu đờm,
giảm ho, làm ra mồ hôi, lợi tiểu, sát khuẩn, giải độc, trị cảm hàn, côn trùng cắn và ngộ
độc chì. Ném còn được sử dụng trong phòng và trị cảm, hạ sốt, trị ho, tiêu đờm cho
trẻ, trị chấn thương, lưu thông máu, giải độc, tăng cường sức đề kháng, trúng phong,
thấp nhiệt, thời khí, ôn dịch, nóng rét nhức đầu, nghẹt mũi, ho tức ngực, chữa đầy
bụng, bí đại tiêu tiện và an thai (Võ Văn Chi, 1975). Về sơ bộ có thể thấy ném có tác
dụng kháng sinh đối với nhiều vi khuẩn gây bệnh.
1.1.3.2. Giá trị kinh tế của ném
Nhu cầu tiêu thụ củ ném ngày càng cao, ném không chỉ là loài cây dùng làm rau
gia vị trong bữa ăn thường ngày mà nó còn chứa các hoạt chất sinh học có tính kháng
khuẩn cao dùng để điều trị nhiều bệnh nên ném còn được coi là cây dược liệu bản địa.
Ném là một loại cây trồng quan trọng trong vụ đông xuân, trong hệ thống cây trồng
trên đất cát, rất phù hợp với điều kiện đất cát nghèo dinh dưỡng, có khả năng chịu rét,
chịu nóng, vì thế canh tác ném cũng nhằm thích ứng với sự biến đổi khí hậu ở miền
Trung. Cây ném có giá trị kinh tế cao, là cây xóa đói giảm nghèo cho nhiều vùng quê
nghèo. Trong điều kiện canh tác khó khăn nhưng biết đầu tư, chăm sóc tốt, trồng ném
có thể thu lãi 2-3 triệu đồng/sào/vụ (ném lá, ném cây tươi). Ném là cây gia vị có củ, ít
bị sâu bệnh hại, sinh trưởng nhanh nên thời gian quay vòng vốn nhanh (ném là đối
tượng ít bị nhiễm sâu bệnh vì bản thân cây, củ ném có chứa hàm lượng tinh dầu cao và
có chất kháng sinh alicin có khả năng kháng với một số bệnh hại), có khả năng sản
xuất với số lượng lớn và đảm bảo an toàn chất lượng, có thương hiệu. Cây ném là loại
rau ăn củ, có đặc điểm sinh trưởng phù hợp với đất cát, hệ số nhân giống cao (hệ số củ
lớn 10-12 lần), có thể luân canh, xen canh, tận dụng không gian thời gian và tăng hiệu
quả kinh tế, phòng chống sâu bệnh cho một số loại rau khác (rau cải, ớt, cà). Kỹ thuật
trồng ném đơn giản, dễ làm, nhu cầu tiêu thụ mạnh, phương thức sử dụng phong phú
và bảo quản đơn giản. Mức đầu tư thấp, nhưng mang lại lợi nhuận cao, có khả năng
tiêu thụ cao trên thị trường (Lê Thị Khánh, 2013).
8
Diện tích đất cát của Quảng Trị là 31,000 ha, chiếm 6,5% tổng diện tích đất tự
nhiên của Tỉnh, bao gồm đất cát ven biển 23,000 ha và đất cát nội đồng 8,000 ha.
Trong các loại cây trồng trên đất cát, ném là cây mang lại giá trị cao nhất, trong thời
gian trồng 6-7 tháng đã đem lại thu nhập 250-280 triệu đồng/ha. Trong khi đó chi phí
vật tư và công lao động chỉ khoảng 130-150 triệu đồng/ha, như vậy trồng ném cho lãi
ròng 120-150 triệu đồng/ha, cao gấp từ 3,5-5,0 lần so với một số cây trồng phồ biến
khác như khoai lang, đậu đỗ, dưa các loại. Tại Quảng Trị, diện tích trồng ném trong
những năm qua ngày càng tăng: Năm 2012 là 227 ha, năm 2013 là 287 ha và đến năm
2014 là 342 ha. Năm 2015, diện tích trồng ném toàn tỉnh là 348,3 ha, năng suất bình
quân 63,4 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 2,208,3 tấn. Giá bán ném củ đạt 70-80 ngàn
đồng/kg, giá củ ném làm giống đạt 110-130 ngàn đồng/kg. Diện tích trồng ném tập
trung chủ yếu ở vùng đất cát huyện Hải Lăng (170 ha) và Vĩnh Linh (162 ha). Diện
tích trồng ném của các hộ đạt 232,4-486,9 m2/hộ (2010) và tăng lên 349,7-785,3 m 2/hộ
(2014). Năng suất ném giữa các nhóm hộ tăng lên hàng năm, năm 2010 là 5,318-
6,316 tấn/ha và tăng lên 5,886-6,394 tấn/ha năm 2014. Nhiều địa phương trong tỉnh
đã xác định ném là cây trồng cần được chú trọng phát triển sản xuất tập trung để trở
thành sản phẩm hàng hóa có giá trị kinh tế cao (Hoàng Kim Toản và cs, 2017).
1.1.4. Những biến đổi hư hỏng thường gặp trong quá trình bảo quản
1.1.4.1. Sự bay hơi nước
Trong quá trình bảo quản, hàm lượng nước trong nông sản cũng như trong củ
ném sẽ giảm nhiều do quá trình thoát hơi nước. Độ ẩm không khí trong bảo quản là
một yếu tố rất quan trọng, nếu độ ẩm không khí thấp thì tốc độ mất nước sẽ tăng và
ngược lại, độ ẩm không khí quá cao thì sẽ làm cho nước ngưng tụ trên bề mặt rau quả
gây nên những hư hỏng không đáng có. Động lực của quá trình mất nước là sự chênh
lệch áp suất hơi mà nguyên nhân chủ yếu là sự hô hấp và sự bốc hơi nước từ tế bào
thực vật. Hiện tượng này làm cho rau quả bị héo, nhăn nheo, giảm trọng lượng và dẫn
đến phẩm chất kém (Nguyễn Mạnh Khải, 2006).
Trước tiên, quá trình hô hấp rất cần cho quá trình chín tiếp nhằm hoàn thiện
chất lượng cho nông sản. Tuy nhiên, trong quá trình bảo quản, nếu quá trình hô hấp
không được khống chế tốt nó sẽ gây ra nhiều tác hại:
- Làm hao hụt vật chất khô của nông sản, quá trình hô hấp diễn ra càng mạnh
thì vật chất khô hao hụt càng nhiều.
- Làm thay đổi quá trình sinh hóa trong nông sản bởi vì nó làm thay đổi thành
phần vật chất khô trong nông sản nên làm cho một số chỉ tiêu sinh hóa thay đổi theo.
- Làm tăng thủy phần của khối nông sản và độ ẩm tương đối của không khí
xung quanh nó. Trong quá trình hô hấp, nông sản sẽ sinh ra nước và nước sẽ tích tụ lại
9
quanh khối nông sản. Việc làm tăng độ ẩm này rất không có lợi cho quá trình bảo quản
vì đó là điều kiện thuận lợi cho các loại sinh vật gây hại hoạt động cũng như các biến
đổi bất lợi trong nông sản diễn ra.
- Làm tăng nhiệt độ của khối nông sản cũng như nhiệt độ của môi trường. Năng
lượng phát sinh ra trong quá trình hô hấp sẽ được sử dụng một phần nhỏ để duy trì
hoạt động sống của nông sản còn phần lớn sẽ biến thành nhiệt năng và tỏa ra ngoài
làm cho nhiệt độ của khối nông sản tăng lên và dễ dàng xảy ra hiện tượng bốc nóng.
Sự mất nước thay đổi trong quá trình tồn trữ, ở các giai đoạn khác nhau sẽ có sự
mất nước khác nhau. Giai đoạn đầu mất nước mạnh, giai đoạn giữa giảm đi và giai
đoạn cuối cùng khi chín (bắt đầu hư hỏng) lại tăng lên. Do đó cần biết được ảnh hưởng
của quá trình mất nước để bảo quản ném tránh hiện tượng mất nước và ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm (Nguyễn Mạnh Khải, 2006).
1.1.4.2. Sự giảm khối lượng tự nhiên
Sự giảm khối lượng tự nhiên có thể chủ yếu là do các quá trình sinh học và sự
thoát hơi nước. Chẳng hạn khi hạt, củ, rau quả hô hấp thì chất khô sẽ mất đi. Khi bảo
đảm những chế độ bảo quản tốt nhất thì sự hao hụt này không đáng kể. Ngoài ra còn
có những hao hụt lớn xảy ra do sự hoạt động của các sinh vật hại nông sản trong quá
trình bảo quản. Trong bất cứ điều kiện tồn trữ nào không tránh khỏi sự giảm khối
lượng tự nhiên. Sự giảm khối lượng tự nhiên phụ thuộc vào các yếu tố như loại giống,
vùng khí hậu trồng trọt, kỹ thuật canh tác, mùa vụ, độ chín thu hoạch, độ nguyên vẹn,
kỹ thuật bảo quản, thời gian bảo quản (Nguyễn Minh Thủy, 2010).
1.1.4.3. Sự sinh nhiệt
Tất cả nhiệt sinh ra trong quá trình bảo quản là do quá trình hô hấp, 2/3
lượng nhiệt thải ra môi trường xung quanh, còn 1/3 được dùng vào quá trình trao
đổi chất bên trong tế bào, quá trình bay hơi và một phần dự trữ ở dạng năng lượng
hóa học (Nguyễn Minh Thủy, 2010).
Đại lượng đặc trưng để đo khả năng hô hấp của thực vật đó là cường độ hô hấp.
Nó phụ thuộc vào đặc tính của ném đem tồn trữ (độ già chín, mức độ nguyên vẹn) và
các yếu tố môi trường tồn trữ như nhiệt độ, độ ẩm, sự thông gió, thời gian tồn trữ, ánh
sáng (Nguyễn Thị Bích Thủy và cs, 2007).
Nông sản bảo quản có chất lượng tốt, đạt độ chín cần thiết, không bị sâu bệnh,
không hư hỏng thì cường độ hô hấp thấp. Khi độ ẩm vượt quá mức cân bằng giới hạn
thì cường độ hô hấp tăng lên rất mạnh. Bởi vì lúc đó, nước ở trạng thái tự do trong
nông sản tăng nên nó dễ dàng tham gia vào các quá trình trao đổi chất. Vì vậy, trong
công tác bảo quản, người ta thường đưa thủy phần của nông sản về mức an toàn, tức là
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN THỊ HƯƠNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ALGINAT KẾT HỢP
NANOCHITOSAN NHẰM DUY TRÌ CHẤT LƯỢNG VÀ KÉO DÀI
THỜI GIAN BẢO QUẢN CỦ NÉM (ALLIUM SCHOENOPRASUM)
LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
HUẾ - 2019
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN THỊ HƯƠNG
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ALGINAT KẾT HỢP
NANOCHITOSAN NHẰM DUY TRÌ CHẤT LƯỢNG VÀ KÉO DÀI
THỜI GIAN BẢO QUẢN CỦ NÉM (ALLIUM SCHOENOPRASUM)
LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 8540101
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN HIỀN TRANG
HUẾ - 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung
thực từ kết quả nghiên cứu có được và chưa được ai công bố trong bất cứ một công
trình nào khác. Các thông tin trích dẫn đều được ghi rõ địa chỉ, nguồn gốc.
Người cam đoan
Nguyễn Thị Hương
ii
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi luôn nhận được
sự ủng hộ, giúp đỡ của các quý thầy cô cùng bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc và kính trọng đến cô giáo hướng
dẫn: PGS.TS. Nguyễn Hiền Trang đã tận tình giảng dạy, định hướng và giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban
Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Huế; cùng tập thể quý thầy, cô giáo khoa Cơ
khí Công nghệ đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và làm
luận văn.
Cuối cùng tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình, đồng nghiệp và bạn bè,
những người đã luôn ở bên để động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện, ủng hộ tôi trong suốt
thời gian học tập, giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn trong thời gian vừa qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Huế, ngày 15 tháng 5 năm 2019
Học viên thực hiện
Nguyễn Thị Hương
iii
TÓM TẮT
Nghiên cứu này nhằm khảo sát ảnh hưởng của alginat kết hợp nanochitosan đến
chất lượng của củ ném trong quá trình bảo quản và đề xuất ra quy trình bảo quán ném
sau thu hoạch. Các phương pháp sử dụng trong nghiên cứu: Phương pháp lấy mẫu tại
vườn; phương pháp lấy mẫu tại phòng thí nghiệm; phương pháp hóa sinh (xác định
hao hụt khối lượng, xác định chất khô tổng số, hàm lượng vitamin C, hàm lượng
đường tổng số, hàm lượng tinh dầu, cường độ hô hấp, tỷ lệ hư hỏng), phương pháp tạo
nanochitosan và dung dịch alginat, phương pháp xử lý số liệu ANOVA.
Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian thu hoạch củ ném phù hợp (tốt nhất)
trong khoảng 210 ngày (7 tháng) sau khi gieo cho củ ném có hàm lượng chất khô hòa
tan (21,473%), hàm lượng đường (11,073%), hàm lượng vitamin C (0,083%), hàm
lượng tinh dầu tốt nhất (0,733%). Trong quá trình bảo quản, củ ném được bao màng
alginat 2% cho kết quả tốt hơn so với mẫu đối chứng (không bao chế phẩm) và các
mẫu bao màng alginat 1% và alginat 3%. Sau 90 ngày bảo quản, củ ném có bao màng
với alginat 2% vẫn đạt chất lượng tốt hơn so với các mẫu khác với cường độ hô hấp
(4,360 mlCO2/kg.h), tỷ lệ hư hỏng (32,303%) và tỷ lệ hao hụt khối lượng (25,750%)
thấp nhất, trong khi đó hàm lượng chất khô hòa tan (16,267%), hàm lượng vitamin C
(0,034%), hàm lượng đường (6,767%) và hàm lượng tinh dầu (0,397%) cao hơn.
Củ ném được bao màng với alginat 2% kết hợp nanochitosan 0,2% cho kết quả
tốt hơn so với mẫu đối chứng (không bao chế phẩm) và các mẫu bao màng riêng rẽ
(nanochitosan 0,2% hoặc alginat 2%). Sau 90 ngày bảo quản, củ ném có bao màng với
alginat 2% kết hợp nanochitosan 0,2% vẫn đạt chất lượng tốt hơn so với các mẫu khác
với cường độ hô hấp (3,753 mlCO2/kg.h), tỷ lệ hư hỏng (27,453%) và tỷ lệ hao hụt
khối lượng (23,997%) thấp nhất, trong khi đó hàm lượng chất khô hòa tan (17,103%),
hàm lượng vitamin C (0,045%), hàm lượng đường (8,077%) và hàm lượng tinh dầu
(0,447%) cao hơn.
Sau khi hoàn thành đề tài đã thu được một số kết quả: Xác định độ chín thu
hoạch của củ ném, đề xuất quy trình bảo quản củ ném sau thu hoạch bằng alginat 2%
kết hợp nanochitosan 0,2% nhằm kìm hãm các biến đổi sinh lý, sinh hóa, hạn chế tỷ lệ
hư hỏng và kéo dài thời hạn bảo quản ném.
iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
TÓM TẮT ................................................................................................................. iii
MỤC LỤC .................................................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ vii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................viii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề................................................................................................................ 1
2. Mục đích của đề tài .................................................................................................. 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu ................................................ 2
3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU............................................................... 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CỦ NÉM (ALLIUM SCHOENOPRASUM) ............................... 3
1.1.1. Nguồn gốc, đặc điểm củ ném ............................................................................. 3
1.1.2. Thành phần hoạt chất và giá trị dinh dưỡng của ném .......................................... 5
1.1.3. Công dụng và tác dụng của ném ......................................................................... 7
1.1.4. Những biến đổi hư hỏng thường gặp trong quá trình bảo quản ........................... 8
1.1.5. Một số phương pháp xử lý và bảo quản củ ném sau thu hoạch ......................... 11
1.2. TỔNG QUAN VỀ ALGINAT ............................................................................ 11
1.2.1. Lịch sử hình thành............................................................................................ 11
1.2.2. Cấu trúc và tính chất của alginat....................................................................... 12
1.3. TỔNG QUAN VỀ NANOCHITOSAN ............................................................... 14
1.3.1. Lịch sử hình thành............................................................................................ 14
1.3.2. Cấu trúc và tính chất của nanochitosan............................................................. 14
1.4. GIỚI THIỆU VỀ TÚI LƯỚI ............................................................................... 15
v
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN
ĐỀ TÀI ...................................................................................................................... 16
1.5.1. Các nghiên cứu trong nước .............................................................................. 16
1.5.2. Các nghiên cứu ngoài nước .............................................................................. 18
1.6. NHẬN XÉT CHUNG ......................................................................................... 22
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU .......................................................................................................................... 24
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................... 24
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 24
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 25
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 25
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 25
2.3.1. Phương pháp lấy mẫu ....................................................................................... 25
2.3.2. Các phương pháp sử dụng để phân tích các chỉ tiêu cơ lý, hóa sinh .................. 26
2.3.3. Phương pháp tạo nanochitosan ......................................................................... 27
2.3.4. Phương pháp tạo dung dịch sodium alginat ...................................................... 27
2.3.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm ......................................................................... 27
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 31
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................... 32
3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÍN THU HOẠCH CỦA CỦ NÉM ..................... 32
3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ALGINAT ĐẾN
CHẤT LƯỢNG CỦA CỦ NÉM TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN ...................... 34
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến cường độ hô hấp của củ ném trong quá trình
bảo quản .................................................................................................................... 34
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến hàm lượng chất khô hòa tan của củ ném
trong quá trình bảo quản ............................................................................................ 35
3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến hàm lượng vitamin C của củ ném trong quá
trình bảo quản ............................................................................................................ 37
3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến hàm lượng đường của củ ném trong quá
trình bảo quản ............................................................................................................ 38
vi
3.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến tỷ lệ hư hỏng của củ ném trong quá trình
bảo quản .................................................................................................................... 40
3.2.6. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến tỷ lệ hao hụt khối lượng của củ ném trong
quá trình bảo quản ..................................................................................................... 42
3.2.7. Ảnh hưởng của nồng độ alginat đến hàm lượng tinh dầu của củ ném trong quá
trình bảo quản ............................................................................................................ 44
3.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ NANOCHITOSAN
KẾT HỢP ALGINAT ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA CỦ NÉM TRONG QUÁ TRÌNH
BẢO QUẢN .............................................................................................................. 46
3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp với alginat đến cường độ hô hấp
của củ ném trong quá trình bảo quản.......................................................................... 46
3.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hàm lượng chất khô
hòa tan của củ ném trong quá trình bảo quản ............................................................. 48
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hàm lượng vitamin C
của củ ném trong quá trình bảo quản.......................................................................... 49
3.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hàm lượng đường của
củ ném trong quá trình bảo quản ................................................................................ 51
3.3.5. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến tỷ lệ hư hỏng củ ném
trong quá trình bảo quản ............................................................................................ 52
3.3.6. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hao hụt khối lượng
của củ ném trong quá trình bảo quản.......................................................................... 56
3.3.7. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến hàm lượng tinh dầu
của củ ném trong quá trình bảo quản.......................................................................... 59
3.4. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH BẢO QUẢN NÉM THƯƠNG PHẨM BẰNG MÀNG
ALGINAT KẾT HỢP NANOCHITOSAN ................................................................ 60
3.4.1. Sơ đồ quy trình................................................................................................. 60
3.4.2. Thuyết minh quy trình ...................................................................................... 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 64
1. KẾT LUẬN ........................................................................................................... 64
2. KIẾN NGHỊ........................................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 65
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 72
vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Bx Brix - Chất khô hòa tan
CĐHH Cường độ hô hấp
CFU Colony forming units
CMC Carboxyl methyl cellulose
CT Công thức
CT1 Công thức 1
CT2 Công thức 2
CT3 Công thức 3
ĐC1 Đối chứng 1
ĐC2 Đối chứng 2
ĐC3 Đối chứng 3
GAE Gallic equivalent
HHKL Hao hụt khối lượng
LBL Layer by layer
P/AG Pectin-chitosan
P/CS Pectin-alginat
SA Sodium alginate
STPP Sodium Trypolyphosphate
t Thời gian
0
t Nhiệt độ
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
USDA United States Department of Agriculture - Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ
WSC Water soluble chitosan
WVP Water vapor permeability
WVR Water vapor regained
WVTR Water vapor transmission rate
Độ ẩm
viii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng của 100 g củ ném tươi .................................................... 6
Bảng 2.1. Bảng bố trí các mẫu thí nghiệm.................................................................. 30
Bảng 3.1. Một số chỉ tiêu về sinh lý, sinh hóa của củ ném ......................................... 33
Bảng 3.2. Ảnh hưởng nồng độ alginat đến tỷ lệ hư hỏng của ném theo thời gian
bảo quản. .................................................................................................................. 40
Bảng 3.3. Ảnh hưởng nồng độ alginat đến tỷ lệ hao hụt khối lượng của ném theo thời
gian bảo quản............................................................................................................. 42
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến tỷ lệ hư hỏng của
ném theo thời gian bảo quản. ..................................................................................... 53
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ nanochitosan kết hợp alginat đến tỷ lệ hao hụt khối
lượng của ném theo thời gian bảo quản. ..................................................................... 57
ix
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây ném (Hàn Đăng, 2018) .......................................................................... 3
Hình 1.2. Củ ném thu mua ở Quảng Trị ....................................................................... 4
Hình 1.3. Hoa và lá ném (Dương Trọng Hiếu, 2016) ................................................... 4
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của alginat (FAO, 2014) ................................................ 12
Hình 1.5. Ném bao túi lưới ........................................................................................ 16
Hình 2.1. Mẫu ném thu mua tại Quảng Trị ................................................................. 24
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ aglinat đến chất
lượng của củ ném trong quá trình bảo quản ................................................................ 28
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ alginat kết hợp
nanochitosan đến chất lượng của của củ ném trong quá trình bảo quản ...................... 29
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện biến đổi cường độ hô hấp của ném ở các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản .............................................................................................. 34
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng chất khô của ném ở các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản. ............................................................................................. 36
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng vitamin C của ném ở các mẫu thí
nghiệm theo thời gian bảo quản. ................................................................................ 37
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng đường khử của các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản. ............................................................................................. 39
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện biến thiên hàm lượng tinh dầu của ném ở các mẫu thí
nghiệm theo thời gian bảo quản. ................................................................................ 45
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện biến đổi CĐHH của ném ở các mẫu thí nghiệm theo thời
gian bảo quản............................................................................................................. 47
Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng chất khô của ném ở các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản. ............................................................................................. 49
Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng vitamin C của ném ở các mẫu thí
nghiệm theo thời gian bảo quản. ................................................................................ 50
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện biến đổi hàm lượng đường khử của các mẫu thí nghiệm
theo thời gian bảo quản. ............................................................................................. 51
Hình 3.10. Biểu đồ thể hiện biến thiên hàm lượng tinh dầu của ném ở các mẫu thí
nghiệm theo thời gian bảo quản. ................................................................................ 59
Hình 3.11. Sơ đồ quy trình bảo quản ném bằng alginat kết hợp nanochitosan................. 61
1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Cây ném (Allium schoenoprasum L.) hay còn có tên gọi khác là cây nén, hành
tăm,... thuộc họ hành (Liliaceae) có nhiều hoạt chất có giá trị đã được sử dụng phổ
biến trong dân gian như một loại rau gia vị ăn lá, thân củ giàu dinh dưỡng, có tính sát
trùng, hỗ trợ chữa bệnh.
Ném được trồng chủ yếu ở một số vùng đất cát như Nghệ An, Quảng Bình,
Quảng Trị và Thừa Thiên Huế, trong đó Quảng Trị với địa hình chủ yếu gò đồi và cồn
cát thì ném là loại cây trồng phù hợp, truyền thống ở địa phương mang lại thu nhập
khá cao và ổn định cho người dân. Năm 2011, toàn huyện Hải Lăng canh tác được 75
ha ném thì đến năm 2015 đã phát triển được gần 170 ha, trong đó tập trung ở 3 xã như
Hải Dương, Hải Quế, Hải Ba. Trong số các xã kể trên, Hải Dương là địa phương có số
diện tích trồng ném lớn nhất. Với năng suất khoảng 6 tấn/ha (ném tươi và củ), cây ném
cho thu nhập 120-150 triệu trên mỗi hecta canh tác. Những năm trở lại đây, thị trường
tiêu thụ ném ngày càng tăng cao đã tạo sức hút mạnh đối với người dân Hải Lăng
trong việc chuyển đổi cây trồng, khai thác tiềm năng lợi thế của vùng cát hoang hóa
theo hướng mở rộng diện tích trồng ném. Ở qui mô nông hộ, ném củ sau khi thu
hoạch, làm khô sơ bộ và được tồn trữ bằng phương pháp vùi trong cát khô, sạch ở nơi
thoáng mát. Bằng phương pháp này, củ ném thương phẩm (một phần được sử dụng
làm hạt giống cho vụ trồng kế tiếp) có thể tồn trữ trong khoảng thời gian 3-5 tháng tuỳ
thuộc vào điều kiện thời tiết. Mặc dù ném thuộc nhóm có cường độ hô hấp thấp, mức
độ hao hụt khối lượng sau thời gian 3-4 tháng tồn trữ trong cát có thể lên đến 20-30%
tuỳ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm môi trường. Bên cạnh đó, sau thời gian ngủ nghỉ
chừng 2-3 tháng, dưới điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp củ ném tồn trữ trong cát
vẫn xảy ra hiện tượng nẩy mầm không mong muốn. Ngoài ra, củ ném bảo quản kéo
dài trong điều kiện nóng ẩm thường khó tránh khỏi hiện tượng thối nhũn do một số
nấm bệnh phát triển gây ra như: Bệnh thối nhũn đen do Aspergillus niger, thối xám do
Botrytis allii, héo vàng do Fusarium oxysporum f. sp gây suy giảm chất lượng đáng kể
ném thương phẩm (Hoàng Kim Toản và cs, 2017).
Các nghiên cứu cho thấy, các biện pháp xử lý hoá lý an toàn như tạo màng bao
alginat, chitosan,… kết hợp bao bì phù hợp là phương pháp an toàn, thân thiện với môi
trường đã được nghiên cứu áp dụng cho nhiều loại rau quả có tác dụng hạn chế quá
trình hô hấp và giảm thất thoát trong bảo quản (Baldwin và cs, 1995). Lớp phủ ăn
được có thể cải thiện chất lượng thịt bằng cách làm chậm mất ẩm, giảm quá trình oxy
hóa và đổi màu, hoạt động như chất mang có tác dụng kháng khuẩn và chống oxy hóa
(Zaritzky, 2010).
2
Trong một nghiên cứu sử dụng màng kết hợp pectin – alginat và màng pectin –
chitosan cho thấy, chuối được phủ màng có tỷ lệ hao hụt khối lượng, có tỷ lệ hư hỏng,
hàm lượng vitamin C, độ cứng giảm chậm hơn nhiều so với mẫu đối chứng (Ngô Thị
Minh Phương và cs, 2017). Lớp phủ gellan và alginat đóng vai trò trong việc giảm thất
thoát độ ẩm, kéo dài thời gian bảo quản và cải thiện độ bóng (Spanou và Giannouli,
2013).
Các nghiên cứu khác cho thấy, tạo màng bao kết hợp với các biện pháp xử lý
hoá lý an toàn, bao bì có điều chỉnh độ thoáng khí có thể làm chậm quá trình biến đổi
sinh hoá của hành tỏi sau thu hoạch (Nussinovitch và Hershko, 1996; Hershko và
Nussinovitch, 1998; Geraldine và cs, 2008).
Do đó, việc kết hợp màng bao của chất có hoạt tính sinh học hứa hẹn sẽ đem lại
hiệu quả bảo quản củ ném tốt hơn so với phương pháp truyền thống hiện nay
Xuất phát từ những phân tích trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh
hưởng của alginat kết hợp nanochitosan nhằm duy trì chất lượng và kéo dài thời
gian bảo quản củ ném (Allium schoenoprasum)” với mong muốn duy trì chất lượng,
an toàn thân thiện với môi trường và hiệu quả trong giảm tổn thất, phòng trừ các bệnh
nấm gây hại trong quá trình bảo quản củ ném thương phẩm.
2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu ảnh hưởng của alginat kết hợp nanochitosan nhằm duy trì chất
lượng, giảm tỷ lệ hư hỏng và kéo dài thời gian bảo quản củ ném.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Xác định được một số thông số kĩ thuật (nồng độ alginat, nồng độ
nanochitosan) nhằm kéo dài thời gian bảo quản củ ném sau thu hoạch.
- Đề xuất được quy trình bảo quản với các thông số công nghệ thích hợp nhằm
duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản ném sau thu hoạch.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xây dựng được quy trình bảo quản củ ném sau thu hoạch bằng phương pháp
sử dụng kết hợp hoạt tính sinh học alginat, nanochitosan để hạn chế tổn thất và kéo dài
thời gian bảo quản ném.
- Từ kết quả đạt được của đề tài có thể ứng dụng vào thực tiễn để bảo quản ném
tại các hộ trồng ném ở các tỉnh miền Trung.
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CỦ NÉM (ALLIUM SCHOENOPRASUM)
1.1.1. Nguồn gốc, đặc điểm củ ném
1.1.1.1. Nguồn gốc
Ném còn được gọi là hành tăm, hành trắng, hành tung, hành hoa, củ ném, ném,
mùn thun,…có tên khoa học là Allium schoenoprasum, thuộc họ hành tỏi (Alliaceae,
thuộc chi Allium L., họ hành (Liliaceae)) là một loại rau ăn củ-gia vị khá phổ biến ở
nước ta. Các tên thường gặp: Hành trắng, ném (Việt Nam), Chive (Anh-Mỹ),
Ciboulette, Civette (Pháp), Schnittlauch (Đức), Cebollino (Tây Ban Nha). Allium là
tên la tinh cũ gọi gia đình hành-tỏi; schoenoprasum phát xuất từ 2 chữ Hy Lạp-
schoinos có nghĩa là giống cây cói và prason nghĩa là tỏi . Ở Việt Nam, họ hành có
khoảng 30 chi và trên 100 loài (Võ Văn Chi và Dương Đức Tiến, 1978; Vũ Văn
Chuyên, 1976).
Cây ném có nguồn gốc tại Bắc Á, Bắc Âu và Bắc Mỹ, đã được trồng và sử dụng
từ hơn 5.000 năm. Ném mọc hoang ở vùng Địa Trung Hải và trải dài đến dãy
Himalaya. Ở Việt Nam, cây ném được mang vào trồng ở nước ta từ lâu đời để làm rau
gia vị và lấy củ, hoa để làm thuốc. Ném được trồng nhiều ở khu vực miền Trung. Qua
thời gian dài, cây ném được nhân giống vô tính bằng củ và tồn tại cho đến ngày nay
(Lê Thị Khánh, 2013).
Hình 1.1. Cây ném (Hàn Đăng, 2018)
4
1.1.1.2. Đặc điểm
Đặc điểm thực vật học:
Cây ném thuộc loài thảo nhỏ, mọc cao trung bình 10-30 cm, có thể đến 60 cm
và thành bụi cỡ 30 cm. Thân hành hay củ màu trắng lớn cỡ ngón tay út, đường kính 1-
2 cm, bao bao bởi những vẩy dai.
Hình 1.2. Củ ném thu mua ở Quảng Trị
Lá phát triển rất nhiều, màu xanh lục đậm, mỏng. Lá và cán hoa đều hình trụ,
rỗng, nhỏ như cây tăm (do vậy mà có tên là hành tăm). Hoa màu đỏ tím hoặc màu
trắng mọc thành cụm hình đầu dạng cầu mang nhiều hoa, có cuống ngắn. Hoa thường
vô sinh nên ném thường được nhân giống bằng cách tách bụi hoặc trồng bằng củ.
Ném thích hợp với đất thông thoáng không ứ nước, có tính nhẹ. Thời gian nảy
mầm từ 10 đến 14 ngày. Mùa vụ thích hợp cho cây ném là trồng vào tháng 9 đến tháng
10 (đầu mùa mưa), thu hoạch thân, lá vào tháng 1 đến tháng 2 (khoảng 3 đến 4 tháng
sau trồng) và thu hoạch củ vào tháng 3 đến tháng 5 (6 đến 7 tháng sau trồng). Ném ưa
phát triển trên loại đất thịt nhẹ, cát pha, tơi xốp, giàu mùn, thoát nước tốt và có độ pH
từ 6 - 6,5 (Mai Hoa, 2016). Đất trồng ném: Cây ném là cây rất dễ trồng trên nhiều loại
đất và vùng đất khác nhau, có thể trồng dưới ruộng lúa, trên đồng, trên đồi, trên cát
hay trên đất rừng (đất đỏ) điều được cả.
Hình 1.3. Hoa và lá ném (Dương Trọng Hiếu, 2016)
5
1.1.2. Thành phần hoạt chất và giá trị dinh dưỡng của ném
1.1.2.1. Thành phần hoạt chất
Cũng như các cây thuộc gia đình hành-tỏi, các hợp chất có tác dụng kháng vi
sinh vật nằm trong thành phần tinh dầu của ném. Lá và củ ném chứa hợp chất lưu huỳnh
(tinh dầu) như hành tỏi nhưng đặc biệt hơn là có metylpentydisulfid, pentyhydrodisulfid,
nhiều silicium, lá ném có nhiều tiền vitamin A, B, C và nhiều hợp chất loại allyl-
disulfid, hữu cơ (citric, ferulic, fumaric, caffeic.), sterols như campesterol, flavonoid
như quecetin, quercetin-3-beta-D-glucozid,… Tinh dầu từ lá và rễ của ném được chiết
xuất bằng cách thủy phân mang lại lần lượt 0,02% cho lá và 0,03% cho rễ bao gồm
diallyl disulfide (72,06% ở lá và 56,47% ở rễ); 2,4,5- trithiahexane (ở lá 54,5% và ở rễ
15,9%) và tris (methylthio) - methane (ở lá 4,01% và ở rễ 12,81%). Thành phần chính
của tinh dầu trong củ ném là methyl propyl trisulfide (8,3%), tiếp theo là (E) -1-propenyl
propyl disulfide (4,6%), dipropyl trisulfide (4,6%), (E) -1-propenyl propyl trisulfide
(4,5%) và dipropyl disulfide (3,8%) (Sonia và Elsa 2009).
Các hợp chất organosulfur cụ thể có trong ném đã được nghiên cứu rộng rãi cho
tiềm năng hóa trị chống lại ung thư. Các cơ chế đề xuất để giải thích các tác dụng ngăn
ngừa ung thư của ném bao gồm ức chế đột biến, điều chế các hoạt động của enzyme,
ức chế sự hình thành các chất gây nghiện DNA, các hoạt động ở gốc tự do và ảnh
hưởng đến sự tăng sinh tế bào và tăng trưởng khối u (Sengupta và cs, 2004).
1.1.2.2. Giá trị dinh dưỡng của ném
Thành phần chủ yếu trong ném là nước, chiếm khoảng 86,8%. Ngoài ra trong
ném chứa một lượng vừa phải các chất protein, chất béo, chất xơ cũng với một lượng
đáng kể calcium, phosphorus và potassium. Thân ném chứa một lượng đáng kể
carotene và chất sắt rất tốt cho cơ thể.
Ném chứa các amino acid như alanine, arginine, aspartic, glutamic, leucine,
lysine, phenylalanine, treonine, tyrosine.
Theo phân tích của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ USDA, trong 100 g ném tươi chứa
các thành phần như sau:
6
Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng của 100 g củ ném tươi
STT Thành phần Đơn vị Giá trị
1 Năng lượng kcal 30
2 Chất đạm g 3,27
3 Tổng lipid (chất béo) g 0,73
4 Carbohydrate g 4,35
5 Chất xơ (tổng khẩu phần) g 2,5
6 Đường g 1,85
7 Canxi mg 92
8 Sắt mg 1,60
9 Magiê mg 42
10 Photpho mg 58
11 Kali mg 296
12 Natri mg 3
13 Kẽm mg 0,56
14 Vitamin C mg 58,1
15 Thiamin mg 0,078
16 Riboflavin mg 0,15
17 Niacin mg 0,647
18 Vitamin B-6 mg 0,138
19 Folate, DFE g 105
20 Vitamin A, RAE g 218
21 Vitamin E (alpha-tocopherol) mg 0,21
22 Vitamin K (phylloquinone) g 212,7
23 Acid béo, tổng không bão hòa đơn g 0,095
24 Acid béo, tổng không bão hòa đa g 0,267
(Nguồn: USDA National Nutrient Database for Standard Reference Release, 2018)
7
1.1.3. Công dụng và tác dụng của ném
1.1.3.1. Giá trị dược liệu của ném
Ném là cây gia vị, cây làm thuốc khá phổ biến ở vùng Nghệ An, Hà Tĩnh,
Quảng Trị,... Về phương diện dinh dưỡng và trị liệu, ném được xem là một cây rau có
tính sát trùng, có tác dụng kích thích vị giác giúp tạo cảm giác thèm ăn và trợ tiêu hóa.
Cũng như các cây thuộc gia đình hành - tỏi, tác dụng sát trùng của ném do có chứa các
hợp chất sulphur nhưng không mạnh để có thể gây trở ngại cho hệ tiêu hóa như tỏi.
Ném còn có tác dụng ngăn chặn sự lên men trong ruột, bồi bổ gan và dạ dày, tốt cho
huyết áp.
Theo đông y, ném có tính nóng, vị cay, mùi hăng nồng, có tác dụng tiêu đờm,
giảm ho, làm ra mồ hôi, lợi tiểu, sát khuẩn, giải độc, trị cảm hàn, côn trùng cắn và ngộ
độc chì. Ném còn được sử dụng trong phòng và trị cảm, hạ sốt, trị ho, tiêu đờm cho
trẻ, trị chấn thương, lưu thông máu, giải độc, tăng cường sức đề kháng, trúng phong,
thấp nhiệt, thời khí, ôn dịch, nóng rét nhức đầu, nghẹt mũi, ho tức ngực, chữa đầy
bụng, bí đại tiêu tiện và an thai (Võ Văn Chi, 1975). Về sơ bộ có thể thấy ném có tác
dụng kháng sinh đối với nhiều vi khuẩn gây bệnh.
1.1.3.2. Giá trị kinh tế của ném
Nhu cầu tiêu thụ củ ném ngày càng cao, ném không chỉ là loài cây dùng làm rau
gia vị trong bữa ăn thường ngày mà nó còn chứa các hoạt chất sinh học có tính kháng
khuẩn cao dùng để điều trị nhiều bệnh nên ném còn được coi là cây dược liệu bản địa.
Ném là một loại cây trồng quan trọng trong vụ đông xuân, trong hệ thống cây trồng
trên đất cát, rất phù hợp với điều kiện đất cát nghèo dinh dưỡng, có khả năng chịu rét,
chịu nóng, vì thế canh tác ném cũng nhằm thích ứng với sự biến đổi khí hậu ở miền
Trung. Cây ném có giá trị kinh tế cao, là cây xóa đói giảm nghèo cho nhiều vùng quê
nghèo. Trong điều kiện canh tác khó khăn nhưng biết đầu tư, chăm sóc tốt, trồng ném
có thể thu lãi 2-3 triệu đồng/sào/vụ (ném lá, ném cây tươi). Ném là cây gia vị có củ, ít
bị sâu bệnh hại, sinh trưởng nhanh nên thời gian quay vòng vốn nhanh (ném là đối
tượng ít bị nhiễm sâu bệnh vì bản thân cây, củ ném có chứa hàm lượng tinh dầu cao và
có chất kháng sinh alicin có khả năng kháng với một số bệnh hại), có khả năng sản
xuất với số lượng lớn và đảm bảo an toàn chất lượng, có thương hiệu. Cây ném là loại
rau ăn củ, có đặc điểm sinh trưởng phù hợp với đất cát, hệ số nhân giống cao (hệ số củ
lớn 10-12 lần), có thể luân canh, xen canh, tận dụng không gian thời gian và tăng hiệu
quả kinh tế, phòng chống sâu bệnh cho một số loại rau khác (rau cải, ớt, cà). Kỹ thuật
trồng ném đơn giản, dễ làm, nhu cầu tiêu thụ mạnh, phương thức sử dụng phong phú
và bảo quản đơn giản. Mức đầu tư thấp, nhưng mang lại lợi nhuận cao, có khả năng
tiêu thụ cao trên thị trường (Lê Thị Khánh, 2013).
8
Diện tích đất cát của Quảng Trị là 31,000 ha, chiếm 6,5% tổng diện tích đất tự
nhiên của Tỉnh, bao gồm đất cát ven biển 23,000 ha và đất cát nội đồng 8,000 ha.
Trong các loại cây trồng trên đất cát, ném là cây mang lại giá trị cao nhất, trong thời
gian trồng 6-7 tháng đã đem lại thu nhập 250-280 triệu đồng/ha. Trong khi đó chi phí
vật tư và công lao động chỉ khoảng 130-150 triệu đồng/ha, như vậy trồng ném cho lãi
ròng 120-150 triệu đồng/ha, cao gấp từ 3,5-5,0 lần so với một số cây trồng phồ biến
khác như khoai lang, đậu đỗ, dưa các loại. Tại Quảng Trị, diện tích trồng ném trong
những năm qua ngày càng tăng: Năm 2012 là 227 ha, năm 2013 là 287 ha và đến năm
2014 là 342 ha. Năm 2015, diện tích trồng ném toàn tỉnh là 348,3 ha, năng suất bình
quân 63,4 tạ/ha và tổng sản lượng đạt 2,208,3 tấn. Giá bán ném củ đạt 70-80 ngàn
đồng/kg, giá củ ném làm giống đạt 110-130 ngàn đồng/kg. Diện tích trồng ném tập
trung chủ yếu ở vùng đất cát huyện Hải Lăng (170 ha) và Vĩnh Linh (162 ha). Diện
tích trồng ném của các hộ đạt 232,4-486,9 m2/hộ (2010) và tăng lên 349,7-785,3 m 2/hộ
(2014). Năng suất ném giữa các nhóm hộ tăng lên hàng năm, năm 2010 là 5,318-
6,316 tấn/ha và tăng lên 5,886-6,394 tấn/ha năm 2014. Nhiều địa phương trong tỉnh
đã xác định ném là cây trồng cần được chú trọng phát triển sản xuất tập trung để trở
thành sản phẩm hàng hóa có giá trị kinh tế cao (Hoàng Kim Toản và cs, 2017).
1.1.4. Những biến đổi hư hỏng thường gặp trong quá trình bảo quản
1.1.4.1. Sự bay hơi nước
Trong quá trình bảo quản, hàm lượng nước trong nông sản cũng như trong củ
ném sẽ giảm nhiều do quá trình thoát hơi nước. Độ ẩm không khí trong bảo quản là
một yếu tố rất quan trọng, nếu độ ẩm không khí thấp thì tốc độ mất nước sẽ tăng và
ngược lại, độ ẩm không khí quá cao thì sẽ làm cho nước ngưng tụ trên bề mặt rau quả
gây nên những hư hỏng không đáng có. Động lực của quá trình mất nước là sự chênh
lệch áp suất hơi mà nguyên nhân chủ yếu là sự hô hấp và sự bốc hơi nước từ tế bào
thực vật. Hiện tượng này làm cho rau quả bị héo, nhăn nheo, giảm trọng lượng và dẫn
đến phẩm chất kém (Nguyễn Mạnh Khải, 2006).
Trước tiên, quá trình hô hấp rất cần cho quá trình chín tiếp nhằm hoàn thiện
chất lượng cho nông sản. Tuy nhiên, trong quá trình bảo quản, nếu quá trình hô hấp
không được khống chế tốt nó sẽ gây ra nhiều tác hại:
- Làm hao hụt vật chất khô của nông sản, quá trình hô hấp diễn ra càng mạnh
thì vật chất khô hao hụt càng nhiều.
- Làm thay đổi quá trình sinh hóa trong nông sản bởi vì nó làm thay đổi thành
phần vật chất khô trong nông sản nên làm cho một số chỉ tiêu sinh hóa thay đổi theo.
- Làm tăng thủy phần của khối nông sản và độ ẩm tương đối của không khí
xung quanh nó. Trong quá trình hô hấp, nông sản sẽ sinh ra nước và nước sẽ tích tụ lại
9
quanh khối nông sản. Việc làm tăng độ ẩm này rất không có lợi cho quá trình bảo quản
vì đó là điều kiện thuận lợi cho các loại sinh vật gây hại hoạt động cũng như các biến
đổi bất lợi trong nông sản diễn ra.
- Làm tăng nhiệt độ của khối nông sản cũng như nhiệt độ của môi trường. Năng
lượng phát sinh ra trong quá trình hô hấp sẽ được sử dụng một phần nhỏ để duy trì
hoạt động sống của nông sản còn phần lớn sẽ biến thành nhiệt năng và tỏa ra ngoài
làm cho nhiệt độ của khối nông sản tăng lên và dễ dàng xảy ra hiện tượng bốc nóng.
Sự mất nước thay đổi trong quá trình tồn trữ, ở các giai đoạn khác nhau sẽ có sự
mất nước khác nhau. Giai đoạn đầu mất nước mạnh, giai đoạn giữa giảm đi và giai
đoạn cuối cùng khi chín (bắt đầu hư hỏng) lại tăng lên. Do đó cần biết được ảnh hưởng
của quá trình mất nước để bảo quản ném tránh hiện tượng mất nước và ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm (Nguyễn Mạnh Khải, 2006).
1.1.4.2. Sự giảm khối lượng tự nhiên
Sự giảm khối lượng tự nhiên có thể chủ yếu là do các quá trình sinh học và sự
thoát hơi nước. Chẳng hạn khi hạt, củ, rau quả hô hấp thì chất khô sẽ mất đi. Khi bảo
đảm những chế độ bảo quản tốt nhất thì sự hao hụt này không đáng kể. Ngoài ra còn
có những hao hụt lớn xảy ra do sự hoạt động của các sinh vật hại nông sản trong quá
trình bảo quản. Trong bất cứ điều kiện tồn trữ nào không tránh khỏi sự giảm khối
lượng tự nhiên. Sự giảm khối lượng tự nhiên phụ thuộc vào các yếu tố như loại giống,
vùng khí hậu trồng trọt, kỹ thuật canh tác, mùa vụ, độ chín thu hoạch, độ nguyên vẹn,
kỹ thuật bảo quản, thời gian bảo quản (Nguyễn Minh Thủy, 2010).
1.1.4.3. Sự sinh nhiệt
Tất cả nhiệt sinh ra trong quá trình bảo quản là do quá trình hô hấp, 2/3
lượng nhiệt thải ra môi trường xung quanh, còn 1/3 được dùng vào quá trình trao
đổi chất bên trong tế bào, quá trình bay hơi và một phần dự trữ ở dạng năng lượng
hóa học (Nguyễn Minh Thủy, 2010).
Đại lượng đặc trưng để đo khả năng hô hấp của thực vật đó là cường độ hô hấp.
Nó phụ thuộc vào đặc tính của ném đem tồn trữ (độ già chín, mức độ nguyên vẹn) và
các yếu tố môi trường tồn trữ như nhiệt độ, độ ẩm, sự thông gió, thời gian tồn trữ, ánh
sáng (Nguyễn Thị Bích Thủy và cs, 2007).
Nông sản bảo quản có chất lượng tốt, đạt độ chín cần thiết, không bị sâu bệnh,
không hư hỏng thì cường độ hô hấp thấp. Khi độ ẩm vượt quá mức cân bằng giới hạn
thì cường độ hô hấp tăng lên rất mạnh. Bởi vì lúc đó, nước ở trạng thái tự do trong
nông sản tăng nên nó dễ dàng tham gia vào các quá trình trao đổi chất. Vì vậy, trong
công tác bảo quản, người ta thường đưa thủy phần của nông sản về mức an toàn, tức là