Phần 2: Lớp Phủ Ăn Được Chứa Chitosan, Nisin Và Chiết Xuất Vỏ Khoai Tây Giúp Kéo Dài Thời Hạn Sử Dụng Của Tôm Sú (Penaeus monodon) Bảo Quản Lạnh

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Tổng hàm lượng phenolic (TPC) của PPE

Các hợp chất phenolic là nhóm chất chuyển hóa thứ cấp quan trọng trong thực vật, nổi bật với đặc tính chống oxy hóa và kháng khuẩn. Vì vậy, nghiên cứu đã đánh giá hiệu suất chiết xuất, tổng hàm lượng phenolic (TPC) và hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết vỏ khoai tây (PPE) thông qua khả năng loại bỏ các gốc tự do DPPH và ABTS (Bảng 2). Kết quả cho thấy, quá trình chiết xuất vỏ khoai tây bằng ethanol đạt hiệu suất 1,20% tính theo khối lượng khô, tương đối gần với mức 1,82% được báo cáo đối với vỏ khoai tây đã tách dầu (Lopes và cộng sự, 2021). Tuy nhiên, tổng hàm lượng phenolic của PPE trong nghiên cứu này chỉ đạt 14,63 mg GAE/g, thấp hơn đáng kể so với giá trị 41,9 mg GAE/g ghi nhận ở vỏ khoai tây đã tách dầu. Mặt khác, giá trị này vẫn cao hơn so với các nghiên cứu của Teklehaymanot và cộng sự (2024) và Ma và cộng sự (2022), trong đó TPC của dịch chiết ethanol từ vỏ khoai tây lần lượt chỉ đạt 2,94 và 3,61 mg GAE/g. Sự khác biệt về tổng hàm lượng phenolic giữa các nghiên cứu có thể được giải thích bởi nhiều yếu tố, bao gồm màu sắc và giống khoai tây, loại dung môi sử dụng, phương pháp chiết xuất, điều kiện địa lý, mùa thu hoạch cũng như quá trình bảo quản nguyên liệu (Hassan & Hassan, 2015). Những yếu tố này có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng thu hồi và thành phần các hợp chất phenolic trong dịch chiết. Hoạt tính chống oxy hóa của PPE được đánh giá bằng hai phép thử phổ biến là DPPH và ABTS, vốn được sử dụng rộng rãi để xác định khả năng trung hòa gốc tự do của các mẫu sinh học và thực phẩm (Ilyasov và cộng sự, 2020; Mansour & Sindi, 2024).

Kết quả cho thấy hoạt tính chống oxy hóa của PPE phụ thuộc vào nồng độ. Cụ thể, PPE đạt khả năng loại bỏ 50% gốc tự do DPPH và ABTS ở nồng độ lần lượt là 0,31% và 0,63%. Kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Kanatt và cộng sự (2005), trong đó PPE ở nồng độ 0,1% đã loại bỏ khoảng 60% gốc tự do. Tương tự, Hassan và Hassan (2015) cũng ghi nhận dịch chiết ethanol từ vỏ khoai tây đạt khoảng 70% hoạt tính loại bỏ gốc DPPH ở cùng nồng độ 0,1%. Hoạt tính chống oxy hóa của PPE chủ yếu được cho là bắt nguồn từ sự hiện diện của các hợp chất phenolic như axit chlorogenic, axit gallic, axit protocatechuic và axit caffeic. Các hợp chất này có khả năng cho nguyên tử hydro hoặc electron để trung hòa các gốc tự do, từ đó hạn chế quá trình oxy hóa. Hiệu quả loại bỏ gốc tự do thường tăng lên khi số lượng nhóm hydroxyl trong cấu trúc phân tử của các hợp chất phenolic nhiều hơn, góp phần nâng cao hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết.

Bảng 2. Đặc điểm của chiết xuất ethanol từ PPE về hiệu suất, hàm lượng phenolic tổng (TPC) và hoạt tính chống oxy hóa.

*EC₅₀ – Nồng độ hiệu quả của PPE (%) để loại bỏ 50% gốc tự do.

**EC₅₀ – Nồng độ hiệu quả của BHA (%) để loại bỏ 50% gốc tự do DPPH.

***EC₅₀ – Nồng độ hiệu quả của BHA (%) để loại bỏ 50% gốc tự do ABTS.

Các giá trị thu được là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn của ba lần đo lặp lại.

3.2. Giá trị pH của tôm bảo quản

Hình 1a trình bày sự biến đổi giá trị pH của tôm có và không được phủ màng bảo quản trong suốt thời gian lưu trữ lạnh. Tại thời điểm ban đầu (ngày 0), giá trị pH của tất cả các mẫu đều xấp xỉ 7,0 và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê đến ngày thứ 2 (p > 0,05). Sau đó, pH của các mẫu tăng dần theo thời gian bảo quản, tuy nhiên tốc độ gia tăng khác nhau giữa các nghiệm thức. Đáng chú ý, ở các nhóm đối chứng (CN) và nhóm SMS, giá trị pH tăng nhanh hơn các nhóm còn lại và vượt ngưỡng chấp nhận 7,6 vào ngày thứ 8. Đến cuối thời gian bảo quản, hai nhóm này ghi nhận giá trị pH cao nhất, khoảng 7,88, trong khi tất cả các mẫu được phủ màng vẫn duy trì pH trong giới hạn cho phép. Trong số các nghiệm thức có lớp phủ, các nhóm CS1, PPE5 và CPN3 duy trì giá trị pH thấp nhất trong suốt quá trình bảo quản, trong đó nhóm CPN3 thể hiện mức tăng pH thấp nhất và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại (p < 0,05). Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây trên tôm thẻ chân trắng xử lý bằng chitosan (Farajzadeh và cộng sự, 2016), tôm sú (Karimkhani và cộng sự, 2025) và cá lóc vàng được phủ màng chitosan–nisin (Guohua và cộng sự, 2016). Sự gia tăng pH trong quá trình bảo quản lạnh chủ yếu bắt nguồn từ quá trình phân giải protein và các hợp chất chứa nitơ dưới tác động của enzyme nội sinh và vi sinh vật, dẫn đến sự tích tụ các hợp chất bazơ dễ bay hơi như amoniac, dimethylamine và trimethylamine (Roshanzamir và cộng sự, 2025). Trong nghiên cứu này, việc sử dụng màng phủ chitosan, đặc biệt khi kết hợp với chiết xuất PPE và nisin, đã làm chậm đáng kể sự gia tăng pH của tôm. Hiệu quả này có thể được giải thích bởi tính axit của dung dịch chitosan cùng với các hợp chất phenolic trong PPE, giúp ức chế sự phát triển của vi sinh vật, hạn chế quá trình hình thành các amin bay hơi và làm giảm hoạt động của các enzyme protease nội sinh. Nhờ đó, lớp phủ đóng vai trò như một chất bảo quản tự nhiên, góp phần duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm.

3.3. Giá trị nitơ bazơ dễ bay hơi tổng cộng (TVB-N) của tôm bảo quản

Tổng nitơ bazơ dễ bay hơi (Total Volatile Basic Nitrogen – TVB-N) là chỉ tiêu phản ánh sự tích tụ của các amin hữu cơ (amin bậc một, bậc hai và bậc ba), các sản phẩm phân hủy protein và những hợp chất chứa nitơ khác phát sinh trong quá trình hư hỏng của thực phẩm. TVB-N được sử dụng rộng rãi như một chỉ số đánh giá độ tươi và chất lượng của thủy sản, đặc biệt là động vật giáp xác, do phản ánh đồng thời quá trình phân hủy vi sinh và biến đổi hóa học (Bekhit và cộng sự, 2021). Theo Altissimi và cộng sự (2017), đối với động vật giáp xác, giá trị TVB-N dưới 42 mg N/100 g được xem là vẫn đảm bảo độ tươi. Trong nghiên cứu này, giá trị TVB-N ban đầu của thịt tôm dao động từ 23,06–23,84 mg N/100 g, không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa năm nghiệm thức (p > 0,05). Trong suốt thời gian bảo quản, TVB-N tăng dần ở tất cả các nhóm, tuy nhiên tốc độ gia tăng khác nhau tùy theo nghiệm thức. Nhóm đối chứng (CN) ghi nhận mức tăng cao nhất (p < 0,05), trong khi các nhóm được phủ màng bảo quản, đặc biệt là SMS và CPN3, có mức tăng thấp hơn rõ rệt. Giá trị TVB-N của nhóm CN vượt ngưỡng chấp nhận (<42 mg N/100 g) vào ngày thứ 4; các nhóm CS1 và PPE5 vượt ngưỡng này vào ngày thứ 6. Đáng chú ý, hai nghiệm thức SMS và CPN3 chỉ vượt giới hạn sau 8 ngày bảo quản, cho thấy thời gian bảo quản được kéo dài gấp đôi so với nhóm đối chứng. Hiệu quả vượt trội của nghiệm thức CPN3 được cho là nhờ tác dụng hiệp đồng giữa chitosan, chiết xuất vỏ lựu (PPE) và nisin. Sự kết hợp này ức chế đáng kể sự gia tăng TVB-N so với việc chỉ sử dụng chitosan hoặc PPE riêng lẻ. Trong đó, nisin phát huy hoạt tính kháng khuẩn mạnh, còn các axit phenolic có hoạt tính sinh học trong PPE góp phần chống oxy hóa, từ đó tăng cường hiệu quả kháng khuẩn của chitosan và làm chậm quá trình oxy hóa protein trong thịt tôm. Đồng thời, sự tương tác giữa ba thành phần này có thể làm thay đổi tính thấm của màng tế bào vi sinh vật, ức chế sự phát triển và hoạt động trao đổi chất của chúng, qua đó hạn chế sự hình thành các hợp chất nitơ dễ bay hơi và làm chậm sự gia tăng giá trị TVB-N (Cen và cộng sự, 2021). Nhờ vậy, CPN3 là nghiệm thức cho hiệu quả bảo quản cao nhất và kéo dài đáng kể thời hạn sử dụng của tôm. Kết quả này phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây. Guohua và cộng sự (2016) cho thấy việc bổ sung 0,6% nisin vào màng phủ chitosan giúp tăng cường đáng kể khả năng kháng khuẩn và kiểm soát hiệu quả giá trị TVB-N của cá mú vàng bảo quản lạnh. Tương tự, Farajzadeh và cộng sự (2016) cũng ghi nhận rằng màng phủ chitosan–gelatin có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn, làm chậm quá trình hư hỏng và trì hoãn sự hình thành TVB-N ở tôm bảo quản lạnh. Chen và cộng sự (2022) báo cáo rằng sự kết hợp giữa màng phủ chitosan–polyphenol trà và xử lý áp suất cao có thể kéo dài thời hạn bảo quản tôm sú đen lên đến 28 ngày. Ngoài ra, Yuan và cộng sự (2016) cũng chứng minh rằng sự phối hợp giữa màng phủ chitosan và chiết xuất vỏ quả lựu giúp duy trì giá trị TVB-N của tôm thẻ chân trắng trong giới hạn cho phép suốt 10 ngày bảo quản. Những kết quả này cho thấy việc kết hợp chitosan với các hợp chất kháng khuẩn và chống oxy hóa tự nhiên là một hướng tiếp cận hiệu quả nhằm nâng cao chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản thủy sản tươi.

3.4. Chỉ số peroxide (PV) và chất phản ứng với axit thiobarbituric (TBARS) của tôm bảo quản

Chỉ số peroxide (PV) là một thông số quan trọng dùng để đánh giá mức độ oxy hóa lipid ở giai đoạn sơ cấp thông qua sự hình thành hydroperoxide, đồng thời phản ánh chất lượng của tôm trong quá trình bảo quản. Giá trị PV càng tăng cho thấy mức độ oxy hóa lipid càng cao và chất lượng sản phẩm suy giảm. Kết quả ở Hình 2a cho thấy giá trị PV ban đầu của tất cả các nghiệm thức đều thấp và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p > 0,05). Trong quá trình bảo quản, PV tăng dần ở tất cả các nhóm, tuy nhiên tốc độ gia tăng ở nhóm đối chứng (CN) nhanh hơn đáng kể so với các nhóm được phủ (p < 0,05). Đến ngày thứ 6, nhóm CN ghi nhận giá trị PV cao nhất, phản ánh quá trình oxy hóa lipid diễn ra mạnh hơn. Ngược lại, các mẫu được phủ bằng chitosan kết hợp nisin và chiết xuất vỏ lựu (PPE) duy trì giá trị PV thấp hơn đáng kể trong suốt thời gian bảo quản. Hiệu quả này có thể được giải thích bởi khả năng tạo hàng rào hạn chế sự khuếch tán oxy của màng chitosan, kết hợp với hoạt tính chống oxy hóa và khả năng loại bỏ gốc tự do của các hợp chất phenolic có trong PPE, đặc biệt ở nghiệm thức CPN3 (p < 0,05). Những kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây, trong đó lớp phủ ăn được từ chitosan kết hợp với chiết xuất vỏ lựu hoặc vỏ quả longkong đã được chứng minh có khả năng làm chậm quá trình oxy hóa lipid sơ cấp ở phi lê cá rô phi và tôm sú (Alsaggaf và cộng sự, 2017; Nagarajan và cộng sự, 2021). Tương tự, Karimkhani và cộng sự (2025) cũng ghi nhận rằng tôm được phủ chitosan kết hợp với chiết xuất thực vật tự nhiên duy trì giá trị PV dưới ngưỡng cho phép 10 mEq/kg trong suốt thời gian bảo quản, qua đó góp phần kéo dài thời hạn sử dụng và duy trì chất lượng sản phẩm.

Sự hư hỏng của hải sản, bao gồm tôm và cá, diễn ra rất nhanh do quá trình oxy hóa lipid và hoạt động của vi sinh vật, vì vậy giá trị TBARS (thiobarbituric acid reactive substances) được sử dụng rộng rãi như một chỉ tiêu đánh giá mức độ oxy hóa thứ cấp và chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản. Chỉ số này phản ánh hàm lượng malondialdehyde (MDA), sản phẩm được hình thành từ sự phân hủy các hydroperoxide lipid, đồng thời liên quan đến sự xuất hiện của các aldehyde, ketone và các hợp chất dễ bay hơi khác gây ra mùi ôi khét đặc trưng của thịt bị oxy hóa (Cao và cộng sự, 2013). Ở thời điểm ban đầu, giá trị TBARS của tất cả các nghiệm thức dao động từ 1,00–1,06 mg MDA/kg thịt tôm và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p > 0,05). Trong quá trình bảo quản lạnh, giá trị này tăng dần ở tất cả các nhóm, phản ánh sự tiến triển của quá trình oxy hóa lipid. Tuy nhiên, mức độ gia tăng khác nhau rõ rệt giữa các nghiệm thức. Nhóm đối chứng (CN) có tốc độ tăng TBARS nhanh nhất và vượt ngưỡng chấp nhận 2 mg MDA/kg vào ngày thứ 8, trong khi nhóm phủ màng SMS chỉ vượt ngưỡng này vào ngày thứ 10 (p < 0,05). Ngược lại, các mẫu được phủ bằng chitosan (CS1), chiết xuất vỏ khoai tây (PPE5) và màng phủ kết hợp chitosan–nisin–PPE (CPN3) đều duy trì giá trị TBARS dưới giới hạn cho phép trong suốt thời gian bảo quản. Kết quả này cho thấy các lớp phủ có khả năng làm chậm đáng kể quá trình oxy hóa lipid, từ đó góp phần duy trì chất lượng tôm trong điều kiện lạnh. Theo Ahmad và cộng sự (2023), quá trình xử lý và chế biến tôm có thể làm tổn thương mô cơ, tạo điều kiện cho các axit béo không bão hòa bị oxy hóa và làm gia tăng giá trị TBARS. Vì vậy, việc theo dõi chỉ số này không chỉ phản ánh mức độ suy giảm chất lượng mà còn là cơ sở để đánh giá hiệu quả của các vật liệu phủ bảo quản. Khả năng hạn chế quá trình oxy hóa của các lớp phủ được cho là bắt nguồn từ đặc tính chống oxy hóa của chitosan, chiết xuất vỏ khoai tây (PPE) cũng như tác dụng hiệp đồng giữa chitosan, nisin và PPE. PPE chứa nhiều hợp chất phenolic như axit protocatechuic, axit vanilic, axit caffeic và axit gallic, có khả năng trung hòa các gốc tự do thông qua cơ chế cho proton hoặc truyền electron, từ đó làm chậm quá trình hình thành hydroperoxide và hạn chế sự tạo thành malondialdehyde trong quá trình bảo quản (Ahmad và cộng sự, 2024). Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Sabeena Farvin và cộng sự (2012), trong đó chiết xuất vỏ khoai tây đã được chứng minh có khả năng ức chế quá trình oxy hóa lipid ở cá thu ngựa (Trachurus trachurus) xay. Ngoài PPE, chitosan cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát quá trình oxy hóa lipid nhờ khả năng tạo hàng rào hạn chế sự khuếch tán oxy và hoạt tính loại bỏ gốc tự do. Một số nghiên cứu cho rằng nhóm amino tự do của chitosan có thể tạo liên kết với các aldehyde dễ bay hơi hình thành trong quá trình oxy hóa, góp phần làm giảm sự tích lũy các hợp chất gây ôi hóa (Alishahi và Aider, 2012). Hiệu quả này đã được ghi nhận trên nhiều đối tượng thủy sản như tôm sú, tôm thẻ chân trắng và cá lóc vàng (Karimkhani và cộng sự, 2025; Nagarajan và cộng sự, 2021; Wu và cộng sự, 2017). Nhiều nghiên cứu trước đây cũng cho thấy việc kết hợp chitosan với các chất chống oxy hóa tự nhiên như polyphenol trà, hypotaurine hoặc gelatin giúp duy trì giá trị TBARS ở mức thấp và kéo dài thời gian bảo quản tôm lạnh (Chen và cộng sự, 2022; Chen M. và cộng sự, 2022; Farajzadeh và cộng sự, 2016). Mặc dù nisin chủ yếu được biết đến với vai trò là chất bảo quản kháng khuẩn, tác dụng chống oxy hóa trực tiếp của hợp chất này vẫn chưa được khẳng định rõ ràng. Tuy nhiên, khi kết hợp với chitosan và PPE, nisin có thể tạo ra hiệu ứng hiệp đồng, góp phần nâng cao hiệu quả bảo quản tổng thể (Gao và cộng sự, 2014). Nhìn chung, kết quả nghiên cứu cho thấy lớp phủ chitosan kết hợp nisin và chiết xuất vỏ khoai tây có khả năng ức chế hiệu quả quá trình oxy hóa lipid, làm chậm sự hình thành hydroperoxide và malondialdehyde, từ đó duy trì giá trị TBARS ở mức thấp hơn so với đối chứng và góp phần kéo dài thời hạn bảo quản của tôm trong điều kiện lạnh.

3.5. Sự thay đổi TVC trên môi trường TSA và VRB của tôm bảo quản

Do sinh sống trong môi trường nước, tôm thường mang hệ vi khuẩn ưa nhiệt trung bình (mesophilic bacteria). Sau khi tôm chết, các vi khuẩn này có thể phát triển mạnh, thúc đẩy quá trình phân hủy và làm gia tăng nguy cơ gây bệnh truyền qua thực phẩm nếu sản phẩm không được bảo quản hoặc chế biến đúng cách. Các loài vi khuẩn ưa nhiệt trung bình thường gặp trên hải sản bao gồm Aeromonas, Enterobacter và Vibrio parahaemolyticus (Ahmad và cộng sự, 2023). Kết quả thể hiện trong Hình 3a cho thấy tổng số vi khuẩn hiếu khí (TVC) ban đầu của cả năm nghiệm thức đều xấp xỉ 3,17 log CFU/g và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm (p > 0,05), phản ánh nguyên liệu có độ tươi cao. Giá trị này cũng tương đồng với các báo cáo trước đây của Chen và cộng sự (2022) và Zheng và cộng sự (2025). Trong suốt quá trình bảo quản, TVC tăng dần ở tất cả các nghiệm thức, tuy nhiên tốc độ gia tăng khác nhau giữa các nhóm. Nghiệm thức đối chứng (CN) ghi nhận mức tăng nhanh nhất và vượt ngưỡng an toàn khuyến cáo là 7 log CFU/g vào ngày bảo quản thứ 8. Xu hướng này tương tự kết quả được Farajzadeh và cộng sự (2016) báo cáo đối với tôm không xử lý lớp phủ bảo vệ. Ở các nghiệm thức được phủ màng bảo quản, sự phát triển của vi khuẩn được kiểm soát tốt hơn, với hầu hết các nhóm chỉ vượt ngưỡng 7 log CFU/g vào ngày thứ 10. Riêng nghiệm thức CPN3 vẫn duy trì tổng số vi khuẩn dưới giới hạn cho phép đến hết thời gian khảo sát (p < 0,05). Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Roshanzamir và cộng sự (2025), trong đó tôm bảo quản lạnh có xử lý axit lactic cũng chỉ vượt ngưỡng vi khuẩn hiếu khí vào ngày thứ 10. Khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn ở các nghiệm thức CPN có thể được giải thích bởi hoạt tính kháng khuẩn của chitosan, vốn liên quan đến khả năng tạo màng bao bề mặt và hạn chế sự xâm nhập cũng như phát triển của vi sinh vật. Bên cạnh đó, sự kết hợp giữa chiết xuất vỏ lựu (PPE) và nisin tạo ra hiệu ứng hiệp đồng, góp phần tăng cường khả năng kháng khuẩn của lớp phủ, từ đó kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng vi sinh của tôm.

Tổng số vi khuẩn hiếu khí (TVC) được xác định trên môi trường VRB (Hình 3b) có giá trị ban đầu là 3,09 log CFU/g và không khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức (p > 0,05). Trong suốt thời gian bảo quản, TVC tăng dần ở tất cả các mẫu, tuy nhiên tốc độ gia tăng thấp hơn so với kết quả ghi nhận trên môi trường TSA. Đến ngày bảo quản thứ 10, tổng số vi khuẩn của các nghiệm thức CN và SMS đã vượt ngưỡng an toàn 7 log CFU/g, trong khi các mẫu CS1, PPE5 và đặc biệt là CPN3 vẫn duy trì dưới giới hạn này. Trong số các nghiệm thức, CPN3 có mật độ vi khuẩn thấp nhất ở cuối thời gian bảo quản và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại (p < 0,05). Môi trường VRB được sử dụng để định lượng họ Enterobacteriaceae – nhóm vi khuẩn chỉ thị vệ sinh có ý nghĩa quan trọng trong đánh giá chất lượng và an toàn thực phẩm. Sự hiện diện của nhóm vi khuẩn này ở mật độ cao làm gia tăng nguy cơ ngộ độc thực phẩm do bao gồm nhiều tác nhân gây bệnh như Escherichia coli, Salmonella, Shigella và Vibrio parahaemolyticus (Ahmad và cs., 2023; Arafat và cs., 2015). Ngoài vai trò là chỉ thị vệ sinh, Enterobacteriaceae còn được xem là một trong những nhóm vi khuẩn chính gây hư hỏng thủy sản, đặc biệt trong điều kiện tôm được nuôi ở môi trường ô nhiễm hoặc quá trình làm lạnh sau thu hoạch không được thực hiện kịp thời (Sallam, 2007). Kết quả trên cả môi trường TSA và VRB đều cho thấy nghiệm thức CPN3 (lớp phủ chitosan bổ sung nisin và chiết xuất vỏ lựu – PPE) có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật hiệu quả nhất, thể hiện qua giá trị TVC thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng không phủ (CN) và mẫu chỉ phủ chitosan (CS1). Hiệu quả này có thể bắt nguồn từ tác động hiệp đồng của các thành phần hoạt tính sinh học. Trong PPE, các axit phenolic không chỉ có khả năng chống oxy hóa mà còn thể hiện hoạt tính kháng khuẩn nhất định (Sabeena Farvin và cs., 2012). Nisin tiêu diệt vi khuẩn Gram dương bằng cách tạo lỗ trên màng tế bào và ức chế quá trình tổng hợp thành tế bào thông qua sự liên kết với lipid II (Guohua và cs., 2016), mặc dù hiệu quả có thể giảm khi sử dụng ở nồng độ thấp. Bên cạnh đó, chitosan cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát vi sinh vật nhờ các nhóm amino mang điện tích dương có khả năng tương tác với bề mặt tế bào vi khuẩn mang điện tích âm, làm tăng tính thấm màng và gây rò rỉ các thành phần nội bào. Đối với vi khuẩn Gram âm, chitosan còn có khả năng phá vỡ lớp lipopolysaccharide của màng ngoài (Nowzari và cs., 2013; Pereda và cs., 2011). Ngoài tác dụng kháng khuẩn trực tiếp, lớp phủ chitosan còn hoạt động như một hàng rào cản oxy, góp phần hạn chế sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí (Devlieghere và cs., 2004). Do chitosan chỉ hòa tan trong môi trường axit, cơ chế kháng khuẩn của vật liệu này còn có thể được tăng cường thông qua tác động hiệp đồng giữa chitosan và pH (Alishahi & Aider, 2012). Nhìn chung, sự kết hợp giữa chitosan, nisin và chiết xuất vỏ lựu tạo nên hiệu ứng hiệp đồng rõ rệt trong việc ức chế vi khuẩn hiếu khí và nhóm Enterobacteriaceae, qua đó làm chậm quá trình hư hỏng và kéo dài thời hạn bảo quản của tôm sau thu hoạch.

3.6. Những thay đổi về cảm quan của tôm bảo quản

Hình 4a–d trình bày sự biến đổi các chỉ tiêu cảm quan của tôm, bao gồm màu sắc, mùi, độ săn chắc và mức độ chấp nhận tổng thể trong suốt 10 ngày bảo quản lạnh. Tại thời điểm ban đầu (ngày 0), tất cả các nghiệm thức đều có điểm cảm quan xấp xỉ 5, phản ánh chất lượng cảm quan tối ưu và không ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm (p > 0,05). Trong quá trình bảo quản, điểm cảm quan của tất cả các nghiệm thức đều giảm dần theo thời gian, tuy nhiên tốc độ suy giảm có sự khác biệt rõ rệt giữa các nhóm. Đáng chú ý, nghiệm thức CPN3 duy trì chất lượng cảm quan tốt hơn đáng kể so với các nghiệm thức còn lại (p < 0,05). Sự suy giảm chất lượng cảm quan chủ yếu liên quan đến quá trình biến tính protein, oxy hóa lipid và sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng. So với nhóm đối chứng (CN), các nghiệm thức được xử lý bằng CS1, PPE5, CPN3 và SMS đều làm chậm đáng kể sự suy giảm các chỉ tiêu cảm quan. Khi điểm cảm quan giảm xuống dưới 3, mẫu tôm bắt đầu xuất hiện các dấu hiệu hư hỏng như mùi ôi thối, mất độ bóng tự nhiên, cấu trúc thịt trở nên mềm nhũn và không còn được người tiêu dùng chấp nhận. Đối với nhóm đối chứng, các biểu hiện này xuất hiện trong khoảng từ ngày thứ 6 đến ngày thứ 8 của quá trình bảo quản (p < 0,05), phù hợp với kết quả của Karimkhani và cộng sự (2025) trên tôm đông lạnh không được phủ lớp bảo vệ. Đến ngày bảo quản thứ 8, điểm cảm quan của các nghiệm thức CS1, PPE5 và SMS đều giảm xuống dưới ngưỡng chấp nhận, trong khi nghiệm thức CPN3 vẫn duy trì điểm cảm quan cao nhất. Kết quả này cho thấy CPN3 có khả năng bảo tồn hiệu quả màu sắc, mùi, cấu trúc thịt và chất lượng cảm quan tổng thể của tôm, qua đó kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao khả năng chấp nhận của sản phẩm so với các nghiệm thức còn lại.

Kết quả nghiên cứu cho thấy mẫu tôm được phủ kết hợp chitosan, nisin và chiết xuất vỏ lựu (PPE) (CPN3) đạt chất lượng cảm quan tốt nhất trong tất cả các nghiệm thức, đồng thời kéo dài thời hạn bảo quản thêm ít nhất hai ngày so với đối chứng. Đánh giá cảm quan của hội đồng chuyên gia có mối tương quan chặt chẽ với các chỉ tiêu vi sinh và hóa học ở cả nhóm đối chứng và nhóm được xử lý, cho thấy sự gia tăng tải lượng vi sinh vật là yếu tố thúc đẩy quá trình oxy hóa lipid, hình thành mùi hôi, giảm độ đàn hồi và làm biến đổi màu sắc của tôm trong quá trình bảo quản (Alsaggaf và cộng sự, 2017). Những kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây. Yuan và cộng sự (2016) ghi nhận rằng lớp phủ chitosan kết hợp với chiết xuất vỏ lựu giúp cải thiện đáng kể các đặc tính cảm quan của tôm so với mẫu đối chứng. Tương tự, Farajzadeh và cộng sự (2016) cho thấy lớp phủ gelatin–chitosan có tác dụng duy trì màu sắc, kết cấu và chất lượng cảm quan tổng thể của sản phẩm. Khả năng hạn chế sự hình thành đốm đen của chitosan được cho là nhờ đặc tính tạo phức với các ion kim loại, kết hợp với khả năng hạn chế sự khuếch tán oxy qua bề mặt, từ đó ức chế hoạt động của enzyme polyphenol oxidase (PPO) (Alsaggaf và cộng sự, 2017; Simpson và cộng sự, 1997). Bên cạnh đó, chitosan còn có đặc tính chống oxy hóa, kháng khuẩn và tạo hàng rào cản oxy, góp phần duy trì chất lượng cảm quan của sản phẩm trong suốt thời gian bảo quản (Huang và cộng sự, 2012). Ngoài tác dụng riêng lẻ của chitosan, nhiều nghiên cứu cũng đã chứng minh hiệu quả hiệp đồng khi kết hợp chitosan với các hợp chất kháng khuẩn khác. Guohua và cộng sự (2016) cho thấy sự kết hợp giữa chitosan và nisin giúp cải thiện cấu trúc và chất lượng cảm quan của cá mú vàng, trong khi Cen và cộng sự (2021) báo cáo rằng hệ phủ chitosan–natri alginat–nisin làm tăng đáng kể chất lượng cảm quan của tôm bảo quản lạnh. Nhìn chung, kết quả nghiên cứu này khẳng định hiệu quả hiệp đồng của chitosan, nisin và chiết xuất vỏ lựu trong việc hạn chế quá trình hư hỏng, duy trì chất lượng cảm quan và kéo dài thời gian bảo quản tôm. Do đó, lớp phủ kết hợp này được xem là một giải pháp đầy triển vọng nhằm nâng cao chất lượng và giá trị bảo quản của các sản phẩm tôm sau thu hoạch.

4. Kết luận

Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của các lớp phủ ăn được chứa chitosan, nisin và chiết xuất vỏ khoai tây (PPE) trong việc duy trì chất lượng tôm bảo quản lạnh trong thời gian 10 ngày. Kết quả cho thấy nghiệm thức CPN3 đạt hiệu quả bảo quản vượt trội, thể hiện qua khả năng hạn chế đồng thời quá trình hư hỏng hóa học và sự phát triển của vi sinh vật. Nhờ đó, tôm ở nghiệm thức này duy trì chất lượng tốt trong thời gian dài hơn, kéo dài thời hạn bảo quản ít nhất 8 ngày so với các nghiệm thức còn lại. Vì vậy, CPN3 được xác định là công thức lớp phủ có hiệu quả bảo quản tối ưu. Các kết quả nghiên cứu khẳng định tiềm năng ứng dụng của các lớp phủ ăn được có nguồn gốc tự nhiên như một giải pháp thay thế an toàn và bền vững cho các chất bảo quản tổng hợp, góp phần kéo dài thời hạn sử dụng và nâng cao chất lượng các sản phẩm thủy sản. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để làm rõ cơ chế bảo quản của PPE, đặc biệt là khả năng ức chế hoạt động của enzyme polyphenol oxidase (PPO) và những biến đổi về cấu trúc protein của tôm trong suốt quá trình bảo quản lạnh. Những nghiên cứu này sẽ giúp làm sáng tỏ vai trò của các hợp chất polyphenol trong PPE đối với việc kiểm soát hiện tượng đen đầu (melanosis) và hạn chế quá trình phân hủy sau thu hoạch, từ đó tạo cơ sở khoa học cho việc phát triển các công nghệ bảo quản thủy sản hiệu quả hơn.

Theo Md. Faridullah, SM Tanvir Ahmed, Md. Azmir Talukder, Abdul Barek, Md. Reazul Islam

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772753X26001085

Biên dịch: Nguyễn Thi Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh

Xem thêm:

• Biofloc: Thành Phần Bền Vững Mới Cho Thức Ăn Tôm
• Nuôi Cá Rô Phi Lai Trong Hệ Thống Sản Xuất Sinh Học Ngoài Trời
• Chìa Khóa Phát Triển Nuôi Trồng Thủy Sản: Thị Trường Địa Phương Và Hỗ Trợ Cho Các Nhà Sản Xuất Địa Phương