Tối ưu hóa sơ chế rong nho (Caulerpa lentillifera J.AGARDH, 1837) sau thu hoạch
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
Tóm tắt
Article Details
Tài liệu tham khảo
Rong nho sau thu hoạch có nhiều tạp chất vô cơ và hữu cơ cũng như vi sinh vật bám trên rong, vì vậy rửa rong nho sau thu hoạch là cần thiết nhằm loại bỏ các tạp chất và vi sinh vật bám trên bề mặt của rong, giảm nguy cơ gây hư hỏng rong khi bảo quản.
Trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu của Viện Hải Dương Học (Nguyễn Xuân Hòa, 2004; Nguyễn Hữu Đại, 2005) cùng với kết quả nghiên cứu thăm dò công đoạn rửa, tác giả tiến hành bố trí thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm dốc nhất của Box – Willson. Chọn các yếu tố cố định như độ mặn nước biển: 32 ± 1‰, nhiệt độ nước rửa: 26 ± 40C, cường độ ánh sáng: 350 150 lux. Các yếu tố cần tối ưu bao gồm: lượng nước rửa (lít/kg): U1[10;15]; thời gian rửa (phút/lần) U2[5;10] và số lần rửa (lần) U3 [2;4] với 2 hàm mục tiêu Y1, Y2. Trong đó, Y1 là độ sáng của rong nho (Lightness), tiến đến maximum và Y2 là tổng vi sinh vật hiếu khí, tiến đến minimum.
Mục đích của quá trình nuôi lại rong nho nhằm tạo điều kiện cho rong lành các vết thương và phục hồi sức khỏe sau thu hoạch, vận chuyển và rửa rong nho. Vì vậy, điều kiện môi trường phù hợp cho rong sinh trưởng, phát triển cũng là điều kiện phù hợp cho rong lành các vết thương và phục hồi sức khỏe. Trên cơ sở đó, kế thừa kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Nguyễn Xuân Hòa, (2004) và Nguyễn Hữu Đại (2006) về các yếu tố của môi trường ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của rong nho, tác giả tiến hành bố trí thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm dốc nhất của Box – Willson. Chọn các yếu tố cố định như độ mặn nước biển: 32 ± 1‰, nhiệt độ của nước biển: 26 ± 40C, cường độ ánh sáng có lưới che: 750 250 lux. Các yếu tố cần tối ưu bao gồm mật độ rong nho (kg/lit): U1[1/40;1/60], thời gian nuôi (ngày): U2[2;4], và lượng oxy hòa tan (ppm): U3[4;7], với hàm mục tiêu Y là tổng điểm cảm quan trung bình của rong nho, tiến đến maximum.
Xác định độ sáng (Lightness) của rong nho trên máy đo cường độ màu Minolta Chroma Meter CR-400, sản xuất tại Nhật. Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí bằng phương pháp NMKL86:2006. Đánh giá cảm quan rong nho bằng phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn TCVN 3215- 79. Số lượng thành viên trong hội đồng là 5. Các thành viên trong hội đồng đã được trang bị kiến thức và huấn luyện phương pháp đánh giá trước khi tham gia đánh giá sản phẩm rong nho tươi.
Bố trí thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm đường dốc nhất của Box-Wellson. Tất cả các thí nghiệm đều được tiến hành lặp lại 3 lần. Sử dụng phần mềm Design Expert 6.0 để phân tích ANOVA và đưa ra các phương trình hồi quy, mô hình toán học và các biểu đồ.
Bảng 1: Xác định Lightness và tổng vi sinh vật hiếu khí của rong nho
Bảng 2: Phân tích ANOVA về Lightness và tổng vi sinh vật hiếu khí của rong nho
Từ kết quả thu được ở Bảng 2, căn cứ vào trị số Prob>F của mô hình hồi quy về độ sáng rong nho và tổng vi sinh vật hiếu khí có giá trị lần lượt là 0,0001 và 0,0019 đều nhỏ hơn giá trị 0,05 và mức độ không tương thích của mô hình có giá trị lần lượt là 0,3415 và 0,0655 đều lớn hơn giá trị 0,05, điều này cho phép đánh giá mô hình hồi quy về độ sáng rong nho và tổng vi sinh vật hiếu khí hoàn toàn phù hợp và có ý nghĩa. Với giá trị R bình phương và R bình phương hiệu chỉnh đều lớn hơn 0,0098 cho thấy, hàm hồi quy thu được và các biến độc lập có mức độ phù hợp và tương quan cao. Phương trình hồi quy biểu diễn mối tương quan giữa lượng nước rửa, thời gian rửa, số lần rửa đến độ sáng của rong nho, tổng vi sinh vật hiếu khí và mối tương tác giữa các yếu tố được thể hiện ở phương trình 1; phương trình 2 và Hình 1; Hình 2 như sau:
Y1 = 19,56 + 0,45X1 – 1,55 X2 – 3,08X3 - 0,057X1 X2 - 0,14X2 X3 (phương trình 1)
Y2 = 495,62 – 34,37X1 – 73,12 X2 – 165,62X3 (phương trình 2)
Hình 1: Mối tương tác giữa lượng nước rửa và thời gian rửa
Hình 2: Mối tương tác giữa thời gian rửa và số lần rửa
Về độ sáng rong nho:
Khi lượng nước rửa 12,5 lít/kg, thời gian rửa 7,5 phút/lần và số lần rửa 3 lần (thí nghiệm thứ 9,10,11, Bảng 1) cho độ sáng của rong nho cao nhất, đạt trên 55,00. Ngược lại, khi lượng nước rửa 10 lít/kg, thời gian rửa 10 phút/lần và số lần rửa 4 lần (thí nghiệm thứ 7, Bảng 1) cho độ sáng của rong nho thấp nhất, đạt 44,40. Điều này có nghĩa là khi tăng thời gian rửa và số lần rửa thì độ sáng của rong nho trở nên tối hơn. Điều này có thể giải thích, do thời gian rửa kéo dài đã tạo điều kiện rong nho tiếp xúc với các yếu tố môi trường bên ngoài, đặc biệt oxy và ánh sáng đã xúc tác các phản ứng oxy hóa chlorophyll xảy ra làm cho màu sắc của rong nho tối đi.
Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các đặc điểm của rong nho có màu xanh lục chiếm chủ đạo (Nguyễn Thị Mỹ Trang và ctv., 2014), cường độ màu xanh lục của rong nho chiếm 45,96% và khá nhạy cảm với yếu tố oxy và ánh sáng nên khi rửa rong nho trong thời gian dài, chlorophyll bị oxy hóa bởi enzyme chlorophylase thành chlorophyllide có màu xanh lục đậm hoặc dưới tác dụng của nhiệt độ và acid chứa trong dịch bào của rong nho, các acid chiếm lấy ion Mg2+ trong phân tử chlorophyll và thay thế bằng 2 ion H+ làm cho chúng chuyển hóa thành pheophytin có màu xanh oliu sẫm hoặc chlorophyll bị oxy hóa bởi lipoxygenase làm giảm hàm lượng chlorophyll trong rong nho (Fleming Ian, 1967).
Hình 3: Cơ chế biến đổi màu chlorophill ở thực vật trong quá trình bảo quản
(Nguồn Fleming Ian, 1967)
Về tổng vi sinh vật hiếu khí của rong nho:
Khi lượng nước rửa 15 lít/kg, thời gian rửa 10 phút/lần và số lần rửa 4 lần (thí nghiệm thứ 8, Bảng 1) thì tổng vi sinh vật hiếu khí thấp nhất, đạt 230 cfu/g. Nhưng lượng nước rửa 10 lít/kg, thời gian rửa 5 phút/lần, số lần rửa 2 lần (thí nghiệm thứ 1, Bảng 1) thì tổng vi sinh vật hiếu khí cao nhất, đạt 750 cfu/g. Điều này có nghĩa là khi lượng nước rửa tăng, thời gian rửa tăng và số lần rửa tăng thì vi sinh vật còn tồn tại trong rong nho thấp so với khi lượng nước rửa giảm, thời gian rửa giảm và số lần rửa giảm.
Về mặt hồi quy toán học:
Độ sáng của rong nho đồng biến với lượng nước rửa nhưng nghịch biến với thời gian rửa và số lần rửa. Tức là khi tăng lượng nước rửa thì độ sáng của rong nho tăng nhưng khi tăng thời gian rửa và tăng số lần rửa thì độ sáng của rong nho giảm (phương trình 1).
Tổng vi sinh vật hiếu khí rong nho nghịch biến với lượng nước rửa, thời gian rửa và số lần rửa. Tức là khi tăng lượng nước rửa, tăng thời gian rửa và tăng số lần rửa thì tổng vi sinh vật hiếu khí còn bám lại trên rong không đáng kể và ngược lại (phương trình 2).
Yếu tố lượng nước rửa, thời gian rửa có tương tác với độ sáng của rong nho. Khi giảm lượng nước rửa và tăng thời gian rửa thì độ sáng của rong giảm (Hình 1).
Yếu tố thời gian rửa và số lần rửa có tương tác với độ sáng của rong nho. Khi tăng thời gian rửa và tăng số lần rửa thì độ sáng của rong nho giảm (Hình 2).
Như vậy, độ sáng của rong nho và tổng vi sinh vật hiếu khí còn tồn tại trên rong sau khi rửa là hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá công đoạn rửa rong nho. Hai chỉ tiêu này phụ thuộc rất lớn đến lượng nước rửa, thời gian rửa và số lần rửa. Kết quả tối ưu cho thấy, khi rửa rong với lượng nước 15 lít/kg, thời gian rửa 7 phút/lần và số lần rửa là 3 lần thì đem lại độ sáng của rong nho cao nhất và tổng số vi sinh vật hiếu khí còn lại trên rong không đáng kể.
Bảng 3: Xác định tổng điểm cảm quan của rong nho trong công đoạn nuôi lại
Bảng 4: Phân tích ANOVA tổng điểm cảm quan của rong nho
Từ kết quả thu được ở Bảng 4, căn cứ vào trị số Prob>F của mô hình hồi quy có giá trị bằng 0,0036 nhỏ hơn giá trị 0,05 và mức độ không tương thích của mô hình có giá trị bằng 0,1340 lớn hơn giá trị 0,05 cho phép đánh giá mô hình hồi quy tương thích và có ý nghĩa. Với giá trị R bình phương và R bình phương hiệu chỉnh lần lượt là 0,9911 và 0,9733 cho thấy hàm hồi quy thu được và các biến độc lập có mức độ phù hợp và tương quan cao. Trị số Prob>F của các biến nhỏ hơn 0,05 thu được phương trình hồi quy biểu diễn mối tương quan giữa mật độ rong nho, thời gian nuôi và lượng oxy hòa tan với tổng điểm cảm quan của rong nho và mối tương tác giữa các yếu tố được thể hiện ở phương trình 3 và Hình 4; Hình 5 như sau:
Y1 = 16,23 - 0,6X1 + 0,78X2 + 0,23X3 – 0,23X1 X2 – 0,65X2 X3 (phương trình 3)
Hình 4: Mối tương tác giữa mật độ rong nho và thời gian nuôi
Hình 5: Mối tương tác giữa thời gian nuôi và lượng oxy hòa tan
Từ các kết quả phân tích trên cho phép rút ra một số nhận xét như sau:
Khi mật độ rong 1/50 kg/lít, thời gian nuôi 3 ngày, lượng oxy hòa tan 5,5 ppm (thí nghiệm thứ 9, 10, 11, Bảng 3) cho tổng điểm cảm quan cao nhất, đạt 18,4 điểm. Ngược lại, khi mật độ rong 1/40 kg/lít, thời gian ngâm 2 ngày và lượng oxy hòa tan 4 ppm (thí nghiệm thứ 1, Bảng 4) cho tổng điểm cảm quan thấp nhất, đạt 14,2 điểm. Điều này có nghĩa là khi mật độ rong thấp, thời gian ngâm dài và lượng oxy hòa tan trong nước lớn thì tổng điểm cảm quan của rong nho cao hơn so với mật độ rong cao, thời gian ngâm ngắn và lượng oxy hòa tan trong nước thấp. Tuy nhiên, mật độ rong thấp nhưng thời gian nuôi dài và lượng oxy hòa tan quá cao cũng không mang lại tổng điểm cảm quan cao (thí nghiệm 8, Bảng 4). Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các đặc điểm của rong nho là loài rong sinh sản sinh dưỡng. Tất cả các bộ phận dinh dưỡng của rong đều có thể phát triển thành cây rong mới khi tích lũy đầy đủ chất dinh dưỡng (Trono và Ganzon – Fortes 1988). Vì vậy, mục đích nuôi lại rong nho sau thu hoạch là cung cấp các chất dinh dưỡng để rong nho phục hồi lại sức khỏe và lành vết thương sau thi thu hoạch. Tuy nhiên, nếu cung cấp quá dư các chất dinh dưỡng thì thân đứng rong nho sẽ mọc thêm thân mới, điều này làm cho rong bị yếu đi do sự chia sẻ chất dinh dưỡng để mọc thêm thân mới.
Về mặt hồi quy toán học:
Tổng điểm cảm quan của rong nho nghịch biến với mật độ rong nhưng đồng biến với thời gian nuôi và lượng oxy hòa tan (phương trình 3). Tức là khi giảm mật độ rong, tăng lượng oxy hòa tan và tăng thời gian nuôi thì tổng điểm cảm quan của rong nho tăng. Điều này có thể giải thích, trong nước biển chứa nhiều hàm lượng nitơ vô cơ (NH4+, NO3-, NO2-) và những chất dinh dưỡng vô cơ khác cũng như độ mặn thích hợp cho rong phát triển (Butterworth, 1995). Vì vậy, khi giảm mật độ rong nho nhưng thời gian nuôi dài và lượng oxy hòa tan tăng sẽ làm tăng điều kiện rong nho hấp thụ các chất dinh dưỡng, rong nhanh chóng phục hồi sức khỏe vì vậy tổng điểm cảm quan của rong nho cao.
Yếu tố mật độ rong và thời gian nuôi có tương tác với tổng điểm cảm quan của rong nho. Khi mật độ rong nho tăng và giảm thời gian nuôi thì tổng điểm cảm quan của rong giảm (Hình 4).
Yếu tố mật độ rong nho và lượng oxy hòa tan có tương tác với tổng điểm cảm quan của rong nho. Khi giảm lượng oxy hòa tan và giảm thời gian nuôi thì tổng điểm cảm quan của rong nho giảm (Hình 5).
Như vậy, tổng điểm cảm quan của rong nho là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá công đoạn nuôi lại rong nho sau thu hoạch. Chỉ tiêu này phụ thuộc rất lớn đến mật độ rong, thời gian nuôi và lượng oxy hòa tan trong nước. Kết quả tối ưu cho thấy, khi nuôi lại rong nho với mật độ rong 1 kg/40lít, thời gian nuôi 3 ngày và lượng oxy hòa tan trong nước 7 ppm cho tổng điểm cảm quan cao nhất hay chất lượng cảm quan của rong nho tốt nhất.
Hình 6: Rong bị tiết nhớt khi thu hoạch
Hình 7: Rong lành vết thương sau khi sơ chế
Hình 8: Màu sắc của rong nho trước khi sơ chế
Hình 9: Màu sắc của rong nho sau khi sơ chế
Điều kiện tối ưu công đoạn rửa rong nho là lượng nước rửa: 15 lít/kg; thời gian rửa: 7 phút/lần, số lần rửa: 3 lần. Điều kiện tối ưu công đoạn nuôi lại rong nho là mật độ rong: 1 kg/40lít; thời gian nuôi: 3 ngày và lượng oxy hòa tan: 7ppm. Với điều kiện tối ưu này, thu được chất lượng cảm quan và độ sáng của rong nho cao nhất với lượng vi sinh vật còn bám trên rong không đáng kể.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Butterworth F., M., 1995. Introduction to biomonitors and biomarkers as indicators of environmental change. Plenum publishing, New York, 31- 67.
Fleming Ian, 1967. Absolute Configuration and the Structureof Chlorophyll. Nature publishing group, 151-152.
Fujiwara-Arasaki T., N. Mino and M. Kuroda, 1984. The protein value in human nutrition of edible marine algae in Japan. Hydrobiologia 116/117: 513-516.
Matanjun P, Mohamed S, Mustapha NM, Muhammad K, Ming CH, 2008. Antioxidant activities and phenolics content of eight species of seaweeds from north Borneo. J Appl Phycol, DOI 10.1007/s10811-007-9264-6, 367-373.
Nguyễn Hữu Đại, 2006. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số các yếu tố môi trường đối với sự phát triển của rong nho biển (Caulerpa lntillifera), Tuyển tập Nghiên cứu biển, NXB Khoa học Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, 81-85.
Nguyễn Hữu Đại, 2009. Di nhập và trồng rong nho biển (Caulerpa lntillifera) ở Khánh Hòa, Kỷ yếu hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần III, 97-101.
Nguyễn Hữu Đại, 2009. Thành phần và nguồn lợi rong biển, cỏ biển đảo Phú Quý (Cù Lao Thu), Bình Thuận, Tuyển tập Nghiên cứu biển, NXB. Khoa học Kỹ thuật, 105-108.
Nguyễn Xuân Hòa, 2004. Nghiên cứu các đặc điểm sinh lý, sinh thái của loài rong nho biển (Caulerpa lentillifera) nhập nội có nguồn gốc từ Nhật Bản làm cơ sở nuôi trồng. Kỷ yếu hội thảo khoa học Viện Hải dương học Nha Trang, 123-126.
Nguyễn Xuân Vỵ, 2005. Thử nghiệm nuôi trồng rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh,1873) ở điều kiện tự nhiên, Kỷ yếu hội thảo khoa học Viện Hải dương học Nha Trang, 101-105.
Nisizawa K., H. Noda, R. Kikuchi and T. Watanabe. 1987. The main seaweed food in Japan. Hydrobilologia 151/152: 5-29.
Patricia Matanjun & Suhaila Mohamed & Noordin M. Mustapha & Kharidah Muhammad, 2009. Nutrient content of tropical edible seaweeds, Eucheuma cottonii, caulerpa lentillifera and Sargassum polycystum, J Appl Phycol 21, 75–80.
Pattama Ratana-arporn and Anong Chirapart, 2006. Nutritional Evaluation of Tropical Green Seaweeds Caulerpa lentillifera and Ulva reticulata. Kasetsart J. (Nat. Sci.) 40 (Suppl.): 75 – 83.
Quy chuẩn Quốc gia QCVN 10-2008/BTNMT đối với chất lượng nước biển ven bờ.
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 3215-79. Đánh giá cảm quan chất lượng của các sản phẩm thực phẩm bằng phương pháp cho điểm.
Trono G., C., 1988. Manual on seaweed culture: Pond culture of Caulerpa, Manual No.3. ASEAN/ SF/88, 210-257.
Uỷ Ban Phân tích thực phẩm Bắc Âu, 2006. Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí bằng phương pháp Nordic Committee on Food Analysis.