Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Vật liệu
3.1.1 Đối tượng Đối tượng sử dụng trong nghiên cứu là giống vải thiều (Litchi chinensis Sonn) được trồng tại xã Hồng Nam, huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang.
3.1.2 Hóa chất và thiết bị
Hóa chất : Dung dịch NaOH 0,1 N; KCl 0,025M; HCl đặc,
CH 3 COONa 0,4M, Methanol tinh khiết
Dụng cụ và thiết bị cần thiết bao gồm túi lưới, kéo, bình định mức, cốc đong, pipet, cùng với các cảm biến để theo dõi nhiệt độ và độ ẩm môi trường Ngoài ra, tủ sấy, máy đo ethylene, máy đo CO2, máy đo độ cứng, máy đo pH, máy khuấy từ và máy đo TSS cũng rất quan trọng trong quá trình nghiên cứu và kiểm tra chất lượng.
Kho lạnh, buồng khí hậu, tủ thí nghiệm, , máy đo màu, cân phân tích với độ chính xác 0.001g, vải mẫu (lưu mẫu)
Bể ổn nhiệt, máy li tâm lạnh 6000V/P, máy quang phổ, máy khuấy từ, máy đo pH, vortex (khuấy trộn), ống falcon.
Địa điểm và thời gian nghiên cứu
Đề tài được thực hiện tại bộ môn Công nghệ chế biến, khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Thời gian thực hiện: Từ tháng 6/2015 – 6/2016.
Nội dung nghiên cứu
Nhiệt độ và độ ẩm môi trường bảo quản có ảnh hưởng đáng kể đến sự biến đổi của các chỉ tiêu hóa lý, hóa sinh và vi sinh của quả vải Khi nhiệt độ tăng hoặc độ ẩm không phù hợp, quả vải dễ bị hư hỏng, làm giảm chất lượng và giá trị dinh dưỡng Việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm là rất quan trọng để duy trì sự tươi ngon và an toàn cho sản phẩm Các nghiên cứu cho thấy rằng bảo quản quả vải ở điều kiện tối ưu giúp kéo dài thời gian sử dụng và giữ nguyên các đặc tính sinh học của nó.
- Xây dựng mô hình toán học để mô tả sự hao hụt khối lượng tự nhiên của quả trong thời gian bảo quản
- Xây dựng mô hình toán học để mô tả sự biến đổi chỉ số acid của quả trong thời gian bảo quản.
Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm
Quả vải thiều được thu hái tại huyện Lục Ngạn khi đạt độ chín kỹ thuật, thường vào sáng sớm Sau khi lựa chọn sơ bộ ngay tại vườn, quả vải được xếp vào thùng có lót đá ở dưới và được vận chuyển về phòng thí nghiệm trong vòng 4 giờ.
Tại phòng thí nghiệm, vải được cắt bỏ cành, giữ lại cuống dài khoảng 3-5mm, đồng thời loại bỏ những quả sâu thối và bầm dập Chỉ những quả vải còn nguyên vẹn, đồng đều về màu sắc và độ chín được chọn Sau đó, 50 quả vải được lựa chọn ngẫu nhiên, bao gói trong túi lưới và bảo quản ở các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm khác nhau.
Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm cho vải thiều bảo quản ở điều kiện nhiệt độ
Chênh lệch áp suất hơi nước giữa quả và môi trường bảo quản tính theo công thức sau:
WVPD (water vapor pressure deficit) - Chênh lệch áp suất hơi nước giữa bề mặt quả và môi trường bảo quản;
RH - Độ ẩm tương đối của môi trường bảo quản; T - Nhiệt độ môi trường bảo quản
Quả vải được bảo quản ở ba điều kiện khác nhau tại ba CT (CT1, CT2, CT3) với nhiệt độ 3.8ºC CT1 có độ ẩm tương đối (RH) 70%, trong khi CT3 duy trì độ ẩm cao hơn ở mức RH 96% Đặc biệt, quả vải trong CT2 được bảo quản ở độ ẩm tối đa với RH 100% nhờ vào buồng bảo quản điều chỉnh độ ẩm.
Quả vải CT4 và CT5 được bảo quản trong buồng khí hậu ở nhiệt độ 19ºC, với độ ẩm tương đối lần lượt là 67% (không điều khiển ẩm) và 94% (có điều khiển ẩm) Điều kiện này mô phỏng môi trường siêu thị để thương mại hóa quả Đặc biệt, quả vải CT5 được đặt trong buồng bảo quản có điều chỉnh độ ẩm.
Cùng bảo quản ở nhiệt độ phòng (35,5ºC) là 2 CT (CT6, CT7) Tuy nhiên, quả vải ở CT6 đặt ở môi trường tự nhiên với độ ẩm là 54% (không điều khiển ẩm).
Quả vải tại CT7 được bảo quản trong buồng điều chỉnh độ ẩm với mức độ ẩm 100%, giúp mô phỏng điều kiện bảo quản ở nhiệt độ thường.
Mô hình buồng bảo quản có điều chỉnh độ ẩm được minh họa như hình 3.1.
Hình 3.1 Mô hình buồng bảo quản có điều chỉnh độ ẩm
Trong quá trình bảo quản, mẫu được lấy ra định kỳ để phân tích các chỉ tiêu chất lượng như hao hụt khối lượng tự nhiên, cường độ hô hấp, độ cứng của thịt quả, hàm lượng chất khô hòa tan, chỉ số acid, màu sắc qua góc màu (Hueº), chỉ số nâu hóa, chỉ số bệnh do vi sinh vật và hàm lượng anthocyanin Cụ thể, CT1, CT2 và CT3 được phân tích mỗi 7 ngày, trong khi CT4 và CT5 phân tích 3 ngày một lần, và 2CT (CT6, CT7) thực hiện phân tích hàng ngày Quy trình này tiếp tục cho đến khi mẫu hỏng và không còn giá trị sử dụng.
Tại các điểm phân tích, mỗi công thức được lặp lại 3 lần đảm bảo sự chính xác của kết quả phân tích
3.4.2.1 Hao hụt khối lượng tự nhiên
Để xác định hao hụt khối lượng tự nhiên, cần cân khối lượng túi vải theo từng công thức vào ngày đầu tiên và tại các thời điểm phân tích, sử dụng cân kỹ thuật với sai số ±.
0,01 g) Tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên được tính theo công thức:
X - Tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên (%);
M 1 - Khối lượng mẫu trước bảo quản (g);
M 2 - Khối lượng mẫu sau bảo quản (g)
3.4.2.2 Độ cứng của thịt quả
Mỗi công thức được phân tích bằng cách lấy ngẫu nhiên 25 quả để đo độ cứng Độ cứng của quả vải được xác định tại hai vị trí đối diện trên bề mặt quả, sau khi đã loại bỏ vỏ ngoài, bằng máy đo độ cứng DIGITAL FIRMNESS TESTER (Thermo Scientific, Mỹ) Độ cứng đo được là lực tối đa cần thiết để đầu đo có diện tích 1 cm² xuyên thâm vào quả đến chiều sâu 8 mm (Hertog et al., 2004).
Hàm lượng chất khô hòa tan tổng số (TSS) được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 4417 – 8 Để đo TSS, 25 quả được lấy ngẫu nhiên từ mỗi túi vải, sau đó ép lấy dịch và sử dụng chiết quang kế kỹ thuật số ATAGO (Atago., Ltd, Tokyo, Nhật Bản) Kết quả đo được thể hiện qua độ Brix và mỗi mẫu dịch quả được đo lặp lại hai lần, với giá trị cuối cùng là trung bình của hai lần lặp lại.
3.4.2.4 Hàm lượng acid hữu cơ tổng số
Hàm lượng acid hữu cơ tổng số trong quả vải được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 4589:1998 Để thực hiện, 10ml dịch quả nguyên chất (ép từ 25 quả vải) được pipet vào bình định mức 50ml và pha loãng bằng nước cất đến 50ml Dịch sau khi pha loãng được chuẩn độ với NaOH, sử dụng máy đo pH ORION STAR A211 và máy khuấy từ để đạt giá trị pH 8,1 Mỗi mẫu dịch quả được đo lặp lại hai lần, và kết quả cuối cùng là giá trị trung bình của hai lần lặp lại.
Hàm lượng acid hữu cơ tổng số X (g/l) (tính theo acid malic) của mẫu được xác định bằng công thức:
V 1 – Thể tích mẫu hút để chuẩn độ (ml);
K – Hệ số để tính ra acid tương ứng
(Đối với acid malic K = 0,0067) 3.4.2.5 Màu sắc quả
Màu sắc quả được xác định bằng máy đo màu CR300 Minolta thông qua các chỉ số L*, a*, b* Trong đó:
Chỉ số L* phản ánh độ sáng của vỏ quả, trong khi chỉ số a* thể hiện dải màu từ xanh lá cây đến đỏ, và chỉ số b* cho thấy dải màu từ xanh nước biển đến vàng.
Quả vải được đo trên 2 điểm nằm đối diện nhau qua đường xích đạo và một điểm ở đáy quả nhằm thu được kết quả thí nghiệm tối ưu nhất.
Mối quan hệ giữa các chỉ số L*, a*, b* được thể hiện qua góc màu (Hº), với giá trị góc từ 0º đến 360º trong bánh xe màu sắc Cụ thể, 0º tương ứng với màu đỏ, 90º với màu vàng, 180º với màu xanh lá cây và 270º với màu xanh dương.
Trong đó, giá trị góc mầu Hue (Hº) được xác định theo công thức: o H= arctan
Hình 3.1a Hình biểu thị góc mầu Hue
3.4.2.6 Chỉ số nâu hóa và chỉ số bệnh do vi sinh vật
Chỉ số nâu hóa vỏ quả vải và chỉ số bệnh do vi sinh vật được xác định bằng phương pháp cho điểm theo Jiang and Chen (1995)
Bảng 3.2 Thang điểm đánh giá chỉ số nâu hóa và chỉ số bệnh do vi sinh vật Điểm Chỉ số nâu hóa
3.4.2.7 Mô hình mô tả sự HHKLTN của quả trong thời gian bảo quản
HHKLTN trong thời gian bảo quản được mô tả bởi phương trình toán học sau:
X 3 : Độ ẩm tương đối của môi trường (%); α 1 - α 9 : Hệ số hồi quy;
3.4.2.8.Mô hình mô tả biến đổi hàm lượng acid của quả trong thời gian bảo quản
Biến đổi acid trong thời gian bảo quản được mô tả bởi phương trình toán học sau:
X 3 : Độ ẩm tương đối của môi trường (%); à 1 - à 9 : Hệ số hồi quy;
Y: hàm mục tiêu, hàm lượng acid (g/l)
3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu
Dữ liệu thí nghiệm tại các điểm phân tích sẽ được xử lý bằng phần mềm Excel và Minitab phiên bản 16 Phân tích các nhân tố sẽ được thực hiện thông qua phương pháp ANOVA một chiều Giá trị trung bình sẽ được đánh giá bằng phép so sánh Tukey một chiều với độ tin cậy 95% Mô hình toán học sẽ được xây dựng bằng phần mềm SAS 9.1.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm môi trường đến sự biến đổi chất lượng quả vải trong quá trình bảo quản
Hao hụt khối lượng tự nhiên (HHKLTN) là hiện tượng phổ biến trong việc bảo quản rau quả, đặc biệt là quả vải, chủ yếu do sự thoát hơi nước trên bề mặt quả Chúng tôi đã nghiên cứu mức độ HHKLTN của quả vải khi được bảo quản ở các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác nhau, và kết quả được trình bày trong hình 4.1.1A – 4.1.1C.
Hình 4.1 Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến tỷ lệ HHKLTN của vải trong thời gian bảo quản
A CT1 (3,8 ± 0,5ºC, 70±3%), CT2 (3,8 ± 0,5ºC, 100%), CT3 (3,8 ± 0,5ºC, 96 ± 2,5%)
C CT6 (35,5 ± 2ºC, 54 ± 5%), CT7 (35,5 ± 2ºC, 100%) Ghi chú : Những cột có cùng chữ cái thì không có sự khác biệt có nghĩa về HHKLTN ở độ tin cậy 95% trong phép so sánh Tukey một chiều.
Tỷ lệ hao hụt khối lượng của quả vải trong quá trình bảo quản phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm môi trường, với sự chênh lệch áp suất hơi nước giữa bề mặt quả và môi trường Cụ thể, khi độ ẩm cao, tỷ lệ hao hụt khối lượng giảm, trong khi với độ ẩm thấp, hao hụt khối lượng tăng theo thời gian bảo quản CT6 có tỷ lệ hao hụt lớn nhất (19,6% sau 5 ngày), trong khi CT5 chỉ giảm 5,2% sau 15 ngày Nguyên nhân chính là do nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng đến cấu trúc vỏ quả, dẫn đến mất nước Quả vải, chứa nhiều nước, dễ bị mất nước nhanh chóng trong điều kiện nắng nóng Việc hô hấp của quả sau thu hoạch cũng làm tiêu hao các hợp chất hữu cơ Điều kiện bảo quản với nhiệt độ thấp (4ºC) và độ ẩm cao (90%) giúp hạn chế sự thoát hơi nước và giảm thiểu hao hụt khối lượng, như đã được nghiên cứu bởi Đào Thị Vân Anh và Nguyễn Thị Bích Thủy (2011).
Trong môi trường có độ ẩm cực đại 100%, khối lượng tự nhiên của quả tăng lên, với CT2 tăng 11,2% và CT7 chỉ tăng hơn 3% Sự gia tăng này là do hơi ẩm liên tục được đưa vào buồng bảo quản, dẫn đến hiện tượng quá bão hòa và hình thành giọt nước trên bề mặt quả, làm tăng khối lượng Hiện tượng này cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng hóa lý và vi sinh của quả Độ cứng của thịt quả vải là chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá chất lượng cảm quan, thể hiện sự rắn chắc và mức độ tươi của quả Trong quá trình bảo quản, độ cứng giảm dần, phụ thuộc vào chất lượng quả khi thu hái và quá trình biến đổi sau thu hoạch, làm cho thịt quả mềm đi và giảm chất lượng cảm quan Giảm độ cứng cũng tạo điều kiện cho vi sinh vật tấn công, vì vậy việc hạn chế giảm độ cứng sẽ kéo dài thời gian bảo quản quả Kết quả biến đổi độ cứng của thịt quả được thể hiện trong các hình ảnh tương ứng.
Hình 4.2 Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến độ cứng thịt quả vải trong thời gian bảo quản
Ghi chú : Những cột có cùng chữ cái thì không có sự khác biệt có nghĩa về độ cứng
Trong nghiên cứu, độ cứng của thịt quả được theo dõi trong suốt quá trình bảo quản, cho thấy sự giảm đáng kể ở tất cả các công thức thí nghiệm Kết quả cho thấy, sau 34 ngày bảo quản, độ cứng của CT1, CT2 và CT3 không có sự khác biệt đáng kể, đều đạt 0,67 N, ngoại trừ ngày thứ 21 khi CT1 có độ cứng cao nhất CT4 và CT5 không khác biệt về độ cứng sau 9 ngày, nhưng từ ngày 12, độ cứng của CT4 giảm chậm hơn so với CT5 Ở điều kiện bảo quản phòng, CT6 và CT7 không khác biệt về độ cứng sau 3 ngày, nhưng từ ngày thứ 4, CT6 có xu hướng cứng hơn Nguyên nhân chính dẫn đến giảm độ cứng là do giảm khối lượng tự nhiên và sự xâm nhập của vi sinh vật, làm cho cấu trúc quả mềm đi và dẫn đến hư hỏng nhanh chóng, ảnh hưởng đến chất lượng quả trong quá trình bảo quản.
Nguyễn Mạnh Dũng (2001) chỉ ra rằng sự mất nước của quả vải sau thu hoạch dẫn đến rối loạn sinh lý, làm giảm khả năng kháng vi sinh, khiến quả dễ hư hỏng và thối rữa, từ đó ảnh hưởng nghiêm trọng đến giá trị thương phẩm của quả.
4.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm môi trường đến hàm lượng chất hòa tan tổng số của quả vải trong quá trình bảo quản
Chất rắn hòa tan tổng số (TSS) trong quả vải chủ yếu bao gồm đường, acid hữu cơ và vitamin, với đường là thành phần chính Đây là nguyên liệu quan trọng cho quá trình hô hấp của quả Trong khi nhiều loại quả tăng hàm lượng TSS khi chín sau thu hoạch, vải lại không có quá trình này, dẫn đến hàm lượng TSS thường giảm Chúng tôi đã theo dõi hàm lượng TSS của vải trong thời gian bảo quản ở các điều kiện môi trường khác nhau, với kết quả được trình bày trong hình 4.3A - 4.3C.
Hình 4.3 Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến hàm lượng TSS của quả vải trong thời gian bảo quản
A CT1 (3,8 ± 0,5ºC, 70±3%), CT2 (3,8 ± 0,5ºC, 100%), CT3 (3,8 ± 0,5ºC, 96 ± 2,5%)
C CT6 (35,5 ± 2ºC, 54 ± 5%), CT7 (35,5 ± 2ºC, 100%) Ghi chú : Những cột có cùng chữ cái thì không có sự khác biệt có nghĩa về hàm lượng
Hàm lượng TSS của quả vải có xu hướng giảm trong quá trình bảo quản, do các chất rắn hòa tan như đường và acid tiếp tục tham gia vào chu trình Krebs để duy trì hoạt động sống của quả mà không được bù đắp Nghiên cứu cho thấy, dù bảo quản ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau, quá trình hô hấp của quả vẫn không bị ngưng lại, dẫn đến sự giảm TSS Ở điều kiện lạnh, không có sự khác biệt về hàm lượng TSS giữa ba công thức sau 14 ngày bảo quản, nhưng từ ngày 21 trở đi, CT1 có TSS cao hơn rõ rệt so với CT2 và CT3 Đến ngày thứ 34, TSS của CT2 và CT3 giảm xuống còn 17ºBx và 16,8ºBx, tuy nhiên, nhờ bảo quản ở nhiệt độ thấp, sự giảm TSS chỉ nhẹ và không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng quả Mặc dù không có sự khác biệt đáng kể về TSS giữa CT4 và CT5 trong 6 ngày đầu, nhưng từ ngày thứ 9 trở đi, CT4 có TSS giảm nhẹ xuống 18.26ºBx vào ngày thứ 12 và sau đó tăng lên 19ºBx.
Trong nghiên cứu, giá trị TSS của CT5 giảm đều và đạt mức tối thiểu 15,6ºBx vào ngày 15, cho thấy đây là công thức có sự giảm TSS nhiều nhất do vi sinh vật gây thối hỏng quả Tương tự, CT7 cũng ghi nhận hàm lượng TSS giảm xuống còn 16,5ºBx vào ngày cuối cùng Nghiên cứu của Trần Thị Định và cộng sự (2015) chỉ ra rằng, mặc dù quả vải đã được xử lý hóa chất và bảo quản ở nhiệt độ thấp, nhưng hoạt động hô hấp của quả vẫn không bị ngưng hoàn toàn, chỉ bị hạn chế ở mức độ nhất định.
Trái ngược với xu hướng giảm, hàm lượng TSS của quả ở CT1 và CT6 lại tăng trong quá trình bảo quản Cụ thể, quả ở CT1 có TSS tăng từ 18,8ºBx khi thu hoạch lên 19,7ºBx sau 34 ngày, trong khi TSS của quả ở CT6 đạt 19,5ºBx chỉ sau 5 ngày bảo quản.
CT được bảo quản ở độ ẩm thấp, làm tăng chênh lệch áp suất giữa quá và môi trường bảo quản Điều này dẫn đến sự gia tăng hàm lượng TSS do giảm hàm lượng chất rắn hòa tan từ quá trình hô hấp.
4.1.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm môi trường đến hàm lượng acid hữu cơ tổng số của quả vải trong quá trình bảo quản
Hàm lượng acid hữu cơ tổng số là chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng dinh dưỡng của quả vải trong quá trình bảo quản, bao gồm các acid như citric, malic, succinic, lenvulinic, glutaric, malonic và acid lactic Mặc dù hàm lượng acid này tương đối nhỏ so với tổng lượng chất hữu cơ, nhưng chúng có vai trò quan trọng trong việc tăng cường hương vị của quả Mục tiêu bảo quản là giảm thiểu sự mất mát hàm lượng acid hữu cơ nhằm duy trì giá trị cảm quan của quả Nghiên cứu của Paull et al (1986) chỉ ra rằng trong quá trình bảo quản, hàm lượng TSS và acid hữu cơ tổng số có xu hướng giảm, trong khi giá trị pH lại tăng Kết quả theo dõi chỉ số acid hữu cơ tổng số trong quá trình bảo quản được thể hiện trong các hình 4.4A–4.4C.
(g /l) tổ ng ac id cơ lượng hữ u H àm acidH L ab ab ab d
(g/l) ac id tổ ng cơ lư ợn g hữ u Hàm ac id HL số (g /l)
(g /l) ac id tổ ng cơ lư ợn g hữ u Hàm ac id HL ab a
Hình 4.4 Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến hàm lượng acid hữu cơ tổng số của quả vải trong thời gian bảo quản
A CT1 (3,8 ± 0,5ºC, 70±3%), CT2 (3,8 ± 0,5ºC, 100%), (3,8 ± 0,5ºC, 96 ± 2,5%)
C CT6 (35,5 ± 2ºC, 54 ± 5%), CT7 (35,5 ± 2ºC, 100%) Ghi chú: Những cột có cùng chữ cái thì không có sự khác biệt có nghĩa về hàm lượng acid ở độ tin cậy 95% trong phép so sánh Tukey một chiều.
Hình 4.4 cho thấy hàm lượng acid hữu cơ tổng số của quả vải trong quá
Tổng hàm lượng acid hữu cơ của quả giảm theo thời gian bảo quản, với mức giảm từ 27% đến 42% sau 34 ngày, cụ thể là từ 1,46 (g/l) xuống còn 1,06, 0,83 và 0,89 (g/l) cho các mẫu CT1, CT2 và CT3 Trong 14 ngày đầu, CT3 có hàm lượng acid cao hơn rõ rệt so với CT1 và CT2, nhưng xu hướng này thay đổi sau đó.
Từ ngày 21 trở đi, hàm lượng acid hữu cơ tổng số của các CT giảm mạnh, đặc biệt sau 28 ngày chỉ còn 0,71 g/l Nguyên nhân chính là do thời gian bảo quản quả kéo dài ở nhiệt độ lạnh, dẫn đến sự ức chế quá trình hô hấp nhưng vẫn làm giảm acid hữu cơ tổng số Ở các CT khác, hàm lượng acid hữu cơ tổng số giảm chậm hơn Tại mức ý nghĩa α = 5%, CT4 và CT5 có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng acid hữu cơ tổng số vào ngày 6 và ngày 12 CT4 ghi nhận sự giảm đều từ 1,46 g/l xuống 1,3 g/l trong 9 ngày đầu, nhưng sau đó tăng lên 1,40 g/l từ ngày 9 đến ngày 15 Trong khi đó, CT5 hầu như không đổi trong 6 ngày đầu (khoảng 1,45 g/l) và dao động từ 1,24 – 1,40 g/l trong những ngày tiếp theo CT6 và CT7 cũng có sự khác biệt về hàm lượng acid hữu cơ tổng số từ ngày thứ 3, với CT7 giảm dần xuống còn 1,17 g/l vào ngày cuối cùng.
Mô hình hóa sự biến đổi một số chỉ tiêu chất lượng quả vải trong thời gian bảo quản 41 1 Mô hình hóa sự HHKLTN của quả v+ải trong thời gian bảo quản
4.2.1 Mô hình hóa sự HHKLTN của quả vải trong thời gian bảo quản Để đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm và thời gian bảo quản đến sự HHKLTN của vải, kết quả thí nghiệm được khớp với hàm bậc hai như đã trình bày phần 3.4.2.7 Kết quả phân tích phương sai và tính phù hợp của mô hình cho 3 yếu tố trên được thể hiện ở bảng 4.4
Bảng 4.4 Kết quả phân tích ANOVA đến sự HHKLTN
Kết quả từ bảng 4.4 chỉ ra rằng ba yếu tố chính: nhiệt độ, độ ẩm và thời gian bảo quản, có tác động đáng kể đến HHKLTN Mô hình đề xuất phù hợp để mô tả ảnh hưởng của các yếu tố này đến HHKLTN với giá trị p = 0,0001.
Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số tương quan R đạt 2,99%, cho thấy dữ liệu thí nghiệm phù hợp với mô hình đã đặt ra Điều này chỉ ra rằng 99,99% sự biến động của yếu tố đầu ra có thể được giải thích bởi sự biến động của yếu tố đầu vào, trong khi chỉ có 0,01% sai số không được giải thích Phân tích hệ số hồi quy của các yếu tố thí nghiệm được trình bày trong bảng 4.5.
Bảng 4.5 Giá trị ước lượng của hệ số hồi quy của mô hình đa biến
Kết quả từ bảng 4.5 cho thấy rằng nhiệt độ bảo quản (α1 = +1,4076) và thời gian bảo quản (α2 = +0,5571) có mối quan hệ tỷ lệ thuận với hàm lượng hóa chất lỏng trong thực phẩm (HHKLTN) Ngoài ra, tương tác bậc một giữa nhiệt độ và thời gian (α4 = 0,0466) cũng góp phần làm tăng HHKLTN Ngược lại, các yếu tố như phân tuyến tính bậc hai của thời gian (α8 = -0,00867) và tương tác bậc một giữa nhiệt độ và độ ẩm (α5 = -0,00795), cũng như giữa thời gian và độ ẩm (α6 = -0,0112) lại có tác động giảm HHKLTN Từ các hệ số hồi quy này, chúng tôi đã xây dựng được phương trình mô tả mối tương quan giữa HHKLTN và các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, thời gian.
Để dự đoán tỷ lệ % HHKLTN khi bảo quản vải ở các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và thời gian khác nhau, phương trình Y = 0,5571.X1 + 1,4076.X2 – 0,0795.X1X3 + 0,0466.X1X2 – 0,0112.X2X3 - 0,00867.X2^2 được sử dụng để xây dựng đồ thị đường viền (Contour plot) Kết quả của nghiên cứu này được thể hiện trong hình 4.8A-C.
Hình 4.8A HHKLTN của vải bảo quản ở 35,5 0 C
Hình 4.8B HHKLTN của vải bảo quản ở 19 0 C
Hình 4.8C HHKLTN của vải bảo quản ở 3,8 0 C
Kết quả từ hình 4.8A - C cho thấy rằng HHKLTN chịu ảnh hưởng đáng kể từ nhiệt độ và thời gian bảo quản Cụ thể, khi vải được bảo quản trong môi trường có độ ẩm thấp (RH khoảng 52%) ở nhiệt độ 35,5°C, HHKLTN đạt 19% sau 6 ngày Ngược lại, khi bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn, cụ thể là 19°C, HHKLTN chỉ đạt 19% sau 10 ngày, và ở 3,8°C thì phải mất 23 ngày để đạt được tỷ lệ tương tự.
Ở cùng nhiệt độ bảo quản, hàm lượng HHKLTN tỷ lệ thuận với thời gian bảo quản và tỷ lệ nghịch với độ ẩm môi trường Cụ thể, ở nhiệt độ 3,8°C, HHKLTN đạt 7% sau khoảng 23 ngày tại độ ẩm 94% và 10 ngày tại độ ẩm 76% Xu hướng này cũng được ghi nhận ở nhiệt độ 35,5°C và 19°C.
Hình 4.8A-C có thể được sử dụng để dự đoán HHKLTN của quả trong các điều kiện môi trường khác nhau và tại các thời điểm bảo quản khác nhau.
4.2.2 Mô hình hóa sự biến đổi hàm lượng acid hữu cơ tổng số của quả vải trong thời gian bảo quản Để đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm và thời gian bảo quản đến sự biến đổi hàm lượng acid hữu cơ tổng số của vải, kết quả thí nghiệm được khớp với hàm bậc hai như đã trình bày ở phần 3.4.2.8 Kết quả phân tích phương sai và tính phù hợp của mô hình cho 3 yếu tố trên được thể hiện ở bảng 4.6.
Bảng 4.6 Kết quả phân tích ANOVA đến sự biến đổi chỉ số acid
Kết quả từ bảng 4.6 chỉ ra rằng ba yếu tố nhiệt độ, độ ẩm và thời gian bảo quản có tác động đáng kể đến sự biến đổi chỉ số acid Mô hình đề xuất phù hợp với dữ liệu thí nghiệm, với p=0,0001 < α = 0,05 và hệ số tương quan R đạt 99,99%, cho thấy 99,99% sự biến động của yếu tố đầu ra được giải thích bởi các yếu tố đầu vào Chỉ có 0,01% sai số không được mô hình giải thích Phân tích hệ số hồi quy của các yếu tố thí nghiệm được trình bày trong bảng 4.7.
Bảng 4.7 Giá trị ước lượng của hệ số hồi quy của mô hình đa biến
Kết quả từ bảng 4.7 chỉ ra rằng các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và thời gian bảo quản có ảnh hưởng đến hàm lượng acid hữu cơ tổng số, nhưng mức độ ảnh hưởng không lớn như HHKLTN do hệ số hồi quy tương đối nhỏ Cụ thể, nhiệt độ bảo quản (X1) và thời gian bảo quản (X2) có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với hàm lượng acid hữu cơ, với hệ số lần lượt là -0,0336 và -0,0362 Ngược lại, tương tác bậc một giữa thời gian và độ ẩm (à6 = -0,00004) làm giảm hàm lượng acid, trong khi các yếu tố như phân tuyến tính bậc hai của thời gian (à8 = +0,000295) và tương tác bậc một giữa nhiệt độ và thời gian (à4 = +0,000871), cũng như giữa nhiệt độ và độ ẩm (à5 = +0,000414), lại làm tăng hàm lượng acid Từ những kết quả này, chúng tôi đã xây dựng phương trình mô tả mối tương quan giữa hàm lượng acid hữu cơ tổng số và các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, thời gian.
Để dự đoán tổng hàm lượng acid hữu cơ khi bảo quản vải dưới các điều kiện khác nhau về nhiệt độ, độ ẩm và thời gian, một đồ thị đường viền đã được xây dựng dựa trên phương trình 2 Kết quả này được thể hiện trong hình 4.9A-C.
Hình 4.9A Hàm lượng acid hữu cơ tổng số của vải bảo quản ở 35.5 0 C
Hình 4.9B Hàm lượng acid hữu cơ tổng số của vải bảo quản ở 19 0 C
Hình 4.9C Hàm lượng acid hữu cơ tổng số của vải bảo quản ở 3.8 0 C
Hàm lượng acid hữu cơ tổng số bị ảnh hưởng rõ rệt bởi nhiệt độ và thời gian bảo quản, như thể hiện trong Hình 4.9A-C Cụ thể, khi bảo quản vải trong môi trường độ ẩm cao, quá trình giảm hàm lượng acid hữu cơ diễn ra chậm hơn so với môi trường độ ẩm thấp Ở nhiệt độ 35,5°C, hàm lượng acid hữu cơ tổng số giảm lần lượt là -0,1g/l, -0,2g/l và -0,4g/l tại các mức độ ẩm RH = 74%, RH = 67% và RH = 54%.
Khi bảo quản ở nhiệt độ thấp 3,8 °C và độ ẩm cao, hàm lượng acid hữu cơ tổng số giảm đều Cụ thể, ở độ ẩm tương đối RH = 66% và RH = 94%, hàm lượng acid giảm -0,3 g/l sau 8 ngày và 9 ngày tương ứng.
Ở nhiệt độ 19°C, hàm lượng acid hữu cơ tổng số giảm tỷ lệ nghịch với thời gian bảo quản và tỷ lệ thuận với độ ẩm môi trường Cụ thể, acid giảm 0,3g/l sau 14 ngày ở độ ẩm 74% và 10 ngày ở độ ẩm 67%.
Nghiên cứu cho thấy rằng acid hữu cơ tổng số của quả bảo quản ở điều kiện độ ẩm cao giảm nhiều hơn so với ở độ ẩm thấp Nguyên nhân là do khi độ ẩm môi trường cao, quả ít bị mất nước, nhưng lại dễ bị vi sinh vật xâm nhập và hô hấp diễn ra mạnh mẽ hơn, dẫn đến sự giảm hàm lượng acid hữu cơ tổng số.