Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng Oxy đến chất lượng ngô hạt trong quá trình bảo quản kín khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ---------------- LÊ QUỐC KHÁNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG OXI ĐẾN CHẤT LƢỢNG NGÔ HẠT TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN KÍN KHÍ LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ---------------- LÊ QUỐC KHÁNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG OXI ĐẾN CHẤT LƢỢNG NGÔ HẠT TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN KÍN KHÍ CHUYÊN NGÀNH: HÓA LÝ THUYẾT VÀ HÓA LÝ MÃ SỐ: 9.19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1.TS Đỗ Trà Hƣơng 2.TS Lê Xuân Quế HÀ NỘI - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Đỗ Trà Hương và PGS. Lê Xuân Quế. Các số liệu trong luận án này chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả Lê Quốc Khánh ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS. Đỗ Trà Hương và PGS. Lê Xuân Quế đã tận tình chỉ bảo, gợi mở những ý tưởng khoa học, hướng dẫn em trong suốt thời gian nghiên cứu luận án bằng tất cả tâm huyết và sự quan tâm hết mực của Thầy và Cô. Xin chân thành cảm ơn các anh, chị, em đồng nghiệp Trung tâm thực hành thí nghiệm Trường Đại học Tây Bắc, Phòng thí nghiệm Viện Kỹ thuật nhiệt đới, đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh của mình.

Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Tây Bắc, Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, những người thân luôn bên cạnh quan tâm và động viên tôi trên con đường khoa học mà tôi đã lựa chọn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả Lê Quốc Khánh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC BẢNG.

v DANH MỤC HÌNH. vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU. ix ĐẶT VẤN ĐỀ. Ngô và sự cần thiết phải bảo quản.

Cấu tạo và thành phần hóa học của hạt ngô. Đặc điểm của khối ngô hạt. Tác động của môi trường bảo quản đến ngô hạt. Vai trò của oxi và quá trình oxi hóa một số thành phần dinh dƣỡng trong quá trình bảo quản.

Vai trò của oxi trong bảo quản ngô. Quá trình oxi hóa một số chất dinh dưỡng trong bảo quản ngô. Tình hình bảo quản hạt ngô trong nƣớc và trên thế giới. Bảo quản tạm thời (ngô thương phẩm).

Bảo quản sử dụng hóa chất. Bảo quản nghèo oxi (ngô thương phẩm). THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị.

Vật liệu, thiết bị. Đánh giá độ kín của thiết bị bảo quản. Đánh giá tốc độ truyền hơi nước. Đánh giá tốc độ thấm khí oxi [84].

Mô hình thí nghiệm và cách vận hành thiết bị tạo vi môi trƣờng trong phòng thí nghiệm. Chế tạo vi môi trường nghèo oxi. Tạo vi môi trường bảo quản bằng phương pháp xông hơi hóa chất. Đánh giá chất lƣợng bảo quản ngô.

Quy trình nghiên cứu trong bảo quản ngô. Đánh giá chất lượng bảo quản ngô hạt thông qua một số chỉ tiêu hóa lý dùng cho mục đích thương phẩm. Xác định một số thành phần trong hạt ngô. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

Vi môi trƣờng bảo quản nghèo oxi. Độ kín của màng bảo quản PET, PE. Ảnh hưởng của chất khử FOCOAR trong vi môi trường sử dụng màng PET. Bảo quản ngô hạt.

Ảnh hưởng của hàm lượng oxi đến chất lượng hạt. Ảnh hưởng của oxi đến một số chất dinh dưỡng trong hạt ngô. Ứng dụng bảo quản ngô ở địa phƣơng. Ứng dụng bảo quản ngô hạt thương phẩm.

Ứng dụng trong bảo quản ngô giống. 105 TÍNH MỚI CỦA KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU. 106 DANH MỤC NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ. 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

I v DANH MỤC BẢNG Bảng 3. Tốc độ thấm hơi nước trung bình qua màng PET. Tốc độ thấm oxi theo thời gian. Kết quả khử oxi của FOCOAR trong bình PET.

Chỉ tiêu hóa lý đánh giá chất lượng ngô hạt thương phẩm. Đánh giá chất lượng hạt bảo quản trong vi môi trường. Đánh giá chất lượng hạt bảo quản trong vi môi trường oxi 15% (W15). Đánh giá chất lượng hạt bảo quản trong vi môi trường oxi 10%.

Đánh giá chất lượng hạt bảo quản trong vi môi trường oxi 5%. Đánh giá chất lượng hạt bảo quản trong vi môi trường oxi 2%. Đánh giá chất lượng hạt trong vi môi trường XH. Hàm lượng protein (%) của ngô hạt bảo quản trong các vi môi trường.

Hiệu suất bảo quản đối với protein ngô hạt (HP,%) theo thời gian bảo quản trong các vi môi trường. Giá trị ln ở thời điểm 3, 6, 9, 12 tháng bảo quản. Hàm lượng lipit ngô hạt bảo quản trong các vi môi trường, g. Hiệu suất bảo quản (HL, %) đối với lipit ngô hạt trong các vi môi trường.

Giá trị ln tại thời điểm 3, 6, 9, 12 tháng bảo quản. Hàm lượng tinh bột của ngô hạt theo thời gian bảo quản trong các vi môi trường (g). Hiệu suất bảo quản (HT) đối với hàm lượng tinh bột của ngô hạt trong các vi môi trường. Giá trị ln tính được ở thời điểm 3, 6, 9, 12 tháng.

Kết quả đánh giá định tính chất lượng hạt ngô. Hàm lượng protein, lipit, tinh bột sau 12 tháng. So sách giá trị hiệu suất bảo quản giữa kết quả thực tế và công thức rút ra từ thực nghiệm. Đánh giá cảm quan về hạt ngô trong 12 tháng bảo quản.

Tỷ lệ nảy mầm Gp (%) và chiều cao trung bình của cây non d (mm) trước và sau khoảng thời gian 2 - 5 ngày sau khi gieo hạt. 96 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1. Cấu tạo hạt ngô. Ẩm độ cân bằng của hạt ngô (theo mô hình Henderson).

Các khu vực môi trường vật lý xung quanh nông sản. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của vi sinh vật. Mối quan hệ giữa độ ẩm và nhiệt độ không khí. Ảnh SEM mẫu bột chất khử oxi.

Hình chụp mẫu bột chất khử oxi phân tích EDS. Giản đồ phân tích EDS mẫu chất khử oxi. Sơ đồ cấu tạo hệ thống đo oxi, độ ẩm, nhiệt độ, điểm sương MSI. Hệ đo nhiệt ẩm, điểm sương, oxi kết nối với máy tính.

Giá trị đo nhiệt ẩm, điểm sương hiển thị trên máy tính. Sơ đồ theo dõi sự thay đổi khối lượng. Mô hình thiết bị thử độ kín khí oxi. Mô hình thiết bị bảo quản trong phòng thí nghiệm.

Vi môi trường bảo quản ngô bằng phương pháp xông hơi khử trùng. Sơ đồ thí nghiệm bảo quản ngô hạt (ngô thương phẩm). Phơi sấy điều chỉnh, xác định độ ẩm hạt ngô. Các vi môi trường thực hiện thí nghiệm (mẫu thí nghiệm).

Sơ đồ đánh giá chất lượng mẫu nghiên cứu .Tạo vi môi trường trong điều kiện thực tế. Sơ đồ thí nghiệm phân tích độ ẩm hạt. Biến thiên tốc độ thấm hơi nước trung bình ν H O qua màng PET, PE theo 2 thời gian t. Tốc độ thấm oxi vào 2 vi môi trường sử dụng màng PET và PE theo thời gian.

Mối tương quan giữa thể tích oxi bị khử và khối lượng FOCOAR trong vi môi trường sử dụng màng PET. Biến thiên hàm lượng oxi theo thời gian trong vi môi trường PET1. Biến thiên hàm lượng oxi theo thời gian trong vi môi trường PET2. Biến thiên độ ẩm, nhiệt độ và điểm sương trong vi môi trường PET.

Biến đổi dung trọng hạt D trong các vi môi trường theo thời gian. Hạt hư hại (tổng số) (HH) trong các vi môi trường bảo quản theo thời gian. Biến đổi hàm lượng protein ngô hạt theo thời gian (a) và theo hàm lượng oxi (b) trong các vi môi trường bảo quản. Hiệu suất bảo quản đối với protein của ngô hạt theo thời gian.

Đường suy giảm hàm lượng protein của ngô hạt theo thời gian bảo quản trong các vi môi trường. Biến đổi hàm lượng lipit ngô hạt theo thời gian (3.12a) và theo hàm lượng oxi (3.12b) trong các vi môi trường bảo quản. Biến thiên hiệu suất bảo quản đối với lipit ngô hạt theo thời gian trong các vi môi trường. Đường động học suy giảm hàm lượng lipit của ngô hạt trong các vi môi trường W2, W5, W10 theo thời gian.

Thay đổi hàm lượng tinh bột của ngô hạt theo thời gian (3.15a) và theo hàm lượng oxi trong vi môi trường bảo quản (3. Biến thiên hiệu suất bảo quản tinh bột của ngô hạt theo thời gian trong các vi môi trường. Đường động học suy giảm hàm lượng tinh bột trong các vi môi trường bảo quản trong 12 tháng. Tỷ lệ hạt nảy mầm theo thời gian bảo quản.

Chiều cao trung bình của cây ngô sau 3 ngày gieo hạt. Chiều cao trung bình của cây ngô sau 4 ngày gieo hạt. Chiều cao trung bình của cây ngô sau 5 ngày gieo hạt. Sự tăng trưởng của cây ngô non theo thời gian trong vi môi trường G11-2.

99 ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU 1. Các chữ viết tắt A/D Chuyển đổi tín hiệu AAFCO Hiệp hội kiểm soát thực phẩm của Mỹ (Association of American Feed Control Officials) CA Môi trường kiểm soát khí quyển (Controllled atmosphere) DHPE polyetylen tỉ trọng cao (Hight - density polyetyhylene) DUMAS Phương pháp phân tích protein ERH Độ ẩm tương đối cân bằng (Equilibrium relative humidity) FOCOAR Tên chất khử oxi không khí HPLC Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid chromatography) ITT Viện Kỹ thuật nhiệt đới (Institute of Tropical Technology) LOX Lipoxigenases MA Khí quyển cải biến (Modified Atmosphere) MAP Bao bì cải biến khí (Modified Atmosphere Packaging) MSI Hệ thống thu thấp các thông số oxi, nhiêt độ, điểm sương tự động. PE polyetylen PET Poly etylen terephtalat PVC Poply Vinyl Clorua RH Độ ẩm tương đối (Relative humidity) sensor Đầu đo các thông số vật lý và oxi VAST Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam (Vietnam Academy of Science and Technology) VMT Vi môi trường VSV Vi sinh vật (microorganism) WVTR Tốc độ truyền hơi nước (Water Vapor Transmission Rate) x 2.