Ứng dụng công nghệ bao màng trong bảo quản trái cây nhiệt đới

Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số 3B (2022) 132 148 132 DOI 10 22144/ctu jvn 2022 085 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BAO MÀNG TRONG BẢO QUẢN TRÁI CÂY NHIỆT ĐỚI Hoàng Quang Bình1*, Nguyễn Q[.]

Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số 3B (2022): 132-148 DOI:10.22144/ctu.jvn.2022.085 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BAO MÀNG TRONG BẢO QUẢN TRÁI CÂY NHIỆT ĐỚI Hoàng Quang Bình1*, Nguyễn Quang Trà2, Trịnh Ngọc Thảo Ngân2 Lê Trung Thiên2 Viện Kỹ thuật Công nghệ cao Nguyễn Tất Thành, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Khoa Công nghệ Hóa học Thực phẩm, Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh *Người chịu trách nhiệm viết: Hồng Quang Bình (email: hqbinh@ntt.edu.vn) Thông tin chung: ABSTRACT Ngày nhận bài: 27/12/2021 Ngày nhận sửa: 29/01/2022 Ngày duyệt đăng: 07/02/2022 The factors such as microorganisms, ripening, and respiration can deteriorate the quality and quantity of fresh fruit after harvest if it is not stored in a suitable condition The edible coating technique is one of the effective solutions for post-harvest fruit preservation, its mechanism seems like a semi-permeable membrane covering the surface of the peel and control the exchange of water and gas between the environment and fruit, as well as prevent the attack of harmful microorganisms Coating treatment can be applied to preserve many tropical fruits to prolong their shelf life, maintain good organoleptic quality as well as biological compounds Within the scope of this article, the characteristics of biofilm as well as its effectiveness in postharvest fruit preservation had been described Title: Utilization of edible coating for preservation of tropical fruits Từ khóa: Bảo quản, sau thu hoạch, bao màng, màng sinh học, trái Keywords: Biofilm, coating, post harvest, tropical fruit, storage TÓM TẮT Các yếu tố vi sinh vật, q trình chín sinh lý hơ hấp làm giảm chất lượng trái sau thu hoạch không bảo quản thích hợp Kỹ thuật bao màng giải pháp hiệu cho bảo quản trái sau thu hoạch, lớp màng bao phủ bề mặt vỏ trái có vai trị lớp màng bán thấm giúp kiểm sốt trao đổi nước, không khí môi trường trái cây, hạn chế công vi sinh vật gây hại Xử lý bao màng ứng dụng cho bảo quản nhiều loại trái nhiệt đới giúp kéo dài thời gian sử dụng, trì tốt chất lượng cảm quan hợp chất sinh học cho trái sau thu hoạch Trong phạm vị viết này, đặc điểm màng bao sinh học hiệu bảo quản trái sau thu hoạch đề cập ĐẶT VẤN ĐỀ khả tiện dụng với thời gian chế biến ít, hương vị thơm ngon, đa dạng Hiện nay, trái xuất hầu hết sản phẩm thực phẩm như: cắt tươi, mứt, bánh ngọt, nước trái cây, sữa chua, kem Như vậy, nói trái đóng vai trị quan trọng sống người Trong thịt trái chứa hợp chất vitamin, chất vi lượng, chất chống oxy hóa, chất xơ; hợp chất giúp giảm bệnh có liên qua đến đường ruột, viêm, ung thư, tim mạch, oxy hóa gốc tự (Oguntibeju et al., 2013) Song song đó, trái tươi cịn người tiêu dùng ưa thích sử dụng 132 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số 3B (2022): 132-148 Lâu nay, mặt hạn chế lớn việc sử dụng trái tươi dễ hỏng q trình thu hoạch sử dụng tác nhân vi khuẩn, trùng, hơ hấp, chín trái, nước va đập vật lý Trái tiếp tục hô hấp sau thu hoạch xuyên suốt trình bảo quản, điều dẫn đến biến đổi không mong muốn chất lượng cảm quan, giá trị dinh dưỡng hao hụt khối lượng sản phẩm đến tay người tiêu dùng (Ziv & Fallik, 2021) Hiện nay, có nhiều phương pháp bảo quản sau thu hoạch với nhiều chế khác nhằm gia tăng thời hạn sử dụng trái hiệu chỉnh nhiệt độ bảo quản, thay đổi đổi nồng độ khơng khí, chiếu xạ, xử lý ozone, xử lý chitosan, xử lý tinh dầu Công nghệ sử dụng loại màng bao ăn có nguồn gốc từ protein, polysaccharide, lipid bao phủ trái nhận nhiều quan tâm nhà khoa học doanh nghiệp hiệu tốt bảo quản trái (Ziv & Fallik, 2021) Tuy nhiên, viết đề cập cơng nghệ cịn hạn chế nước Bài viết thực nhằm cung cấp cho người đọc thông tin tổng quan đặc điểm, cách sử dụng loại màng bao ăn được, hiệu phương pháp bao màng xử lý bảo quản sau thu hoạch trái bao gói thực phẩm trình bày Bảng 2.2 Yêu cầu chung màng bao Một vật liệu sử dụng để phủ trái không chứa chất độc hại, dị ứng thành phần khơng tiêu hóa Ngồi ra, màng bao phải sản xuất dễ dàng, thân thiện với môi trường khả thi mặt kinh tế ứng dụng thực tiễn bao gói sản phẩm Bên cạnh, vật liệu phủ cần có đặc tính học tốt, bền, đặc biệt có đặc tính ngăn cản tốt nước, độ ẩm, O2, CO2, ethylene, bám dính, bán thấm tốt khả chống lại xâm nhập sâu bệnh, vi sinh vật có hại Song song, màng bao cần tương thích mặt cảm quan trái sử dụng, có khả trì nâng cao tính thẩm mỹ thuộc tính cảm quan màu sắc, độ bóng (Dhall, 2013) 2.3 Phương pháp bao màng trái Do đa dạng kích thước trái hình dạng vỏ trái nên có nhiều phương pháp bao màng nghiên cứu sử dụng bao gồm: nhúng, chải, tầng sơi, quay, phun tĩnh điện (Hình 1) (Fritz et al., 2019; Jose et al., 2020) Tuy nhiên, phương pháp nhúng phương pháp phun sử dụng phổ biến đặc thù khơng u cầu cao máy móc, cơng nghệ, tiến hành đâu, điều kiện môi trường mà cần đảm bảo số yêu cầu so với hai phương pháp lại Trong phương pháp nhúng, trái nhúng ngập dung dịch khoảng thời gian cố định, sau vớt tiến hành làm khơ Độ dày, hình dáng, đồng lớp màng bao phụ thuộc vào nồng độ, độ nhớt dung dịch tạo màng thời gian nhúng phương pháp làm khô Nhược điểm phương pháp dung dịch ngâm cần thay hiệu chỉnh thường xuyên để đảm bảo nồng độ chất tạo màng, nhược điểm phương pháp khả lây nhiễm chéo mầm bệnh có trái mắc bệnh dễ xảy dẫn đến hư hỏng tồn lơ sản phẩm (Fritz et al., 2019; Jose et al., 2020) ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ CỦA MÀNG BAO 2.1 Định nghĩa màng bao Màng phủ lớp vật liệu mỏng phủ lên bề mặt trái để bổ sung thay cho lớp phủ sáp bảo vệ tự nhiên Lớp màng có vai trị lớp màng bán thấm giúp kiểm sốt q trình truyền ẩm, trao đổi khí hơ hấp để giảm rối loạn sinh lý, sinh hóa trái tươi Ngồi ra, lớp phủ ăn cho trái không ảnh hưởng đến chất lượng chúng mặt cảm quan trải nhiệm người tiêu dùng thời gian sử dụng sản phẩm Hiện nay, vật liệu bao màng nghiên cứu nhiều có nguồn gốc đa dạng Theo nguồn gốc mà màng bao chia làm ba nhóm gồm: (a) màng bao dựa polysacharide: chitosan, tinh bột, alginate, cellulose, pullulan, carrageenan, ; (b) màng bao dựa protein: zein, gluten, đậu nành, đậu phộng, collagen, casein, whey protein, …; (c) màng bao dựa lipid: sáp, dầu dừa (Dahll, 2013; Jung, 2014) Để gia tăng hiệu bảo quản thực phẩm, màng bao tạo thành phối hợp loại vật liệu khác tiến hành bao phủ nhiều lớp bề mặt thực phẩm Phương pháp giúp kết hợp đặc tính có lợi loại polymer để tạo lớp màng đặc biệt Một số màng bao dùng Phương pháp phun: Dung dịch tạo màng sức ép áp suất cao phun qua vòi phun đĩa quay lên bề mặt trái Phương pháp giúp tạo lớp màng mỏng đồng bề mặt sản phẩm tiết kiệm thể tích dung dịch tạo màng Các yếu tố độ nhớt đặc tính bề mặt dịch tạo màng, áp lực nén, đặc điểm đầu phun ảnh hưởng đến hiệu phương pháp Phương pháp giúp hạn chế nhiễm chéo 133 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số 3B (2022): 132-148 mẻ sản xuất Tuy nhiên, chi phí lắp đặt bảo trì hệ thống cao khuyết điểm phương pháp Trái sau xử lý nhúng/phun dung dịch tạo màng cần được làm khô Thông thường, trái để khô tự nhiên điều kiện nhiệt độ môi trường, khơng khí đối lưu Để đẩy nhanh tốc độ hình thành lớp màng bao, nhà sản xuất cấp nhiệt cho dịng khơng khí qua sản phẩm Tuy nhiên, nhiệt độ không cao tránh ảnh hưởng đến sinh lý trái (Fritz et al., 2019; Jose et al., 2020) 2.4 Lợi ích xử lý bao màng trái dài hạn sử dụng trái thông qua chế như: − Cải thiện độ bóng, hạn chế hóa nâu − Giảm hao hụt khối lượng, trì độ cứng − Giảm tỷ lệ sinh ethylene − Giảm tổng thương lạnh − Hạn chế trao đổi khí − Lưu giữ hợp chất mùi thơm, sắc tố, chất kháng oxy hóa Theo Dhall (2013) xử lý bao màng giúp kéo Bảng Đặc điểm số loại màng bao sử dụng bao màng trái (Tavassoli-Kafrani et al., 2020) Màng bao Protein Zein Gluten Whey Gelatine Polysaccharide Chitosan Tinh bột Methylcellulose Alginate Ưu điểm Khuyết điểm Đặc tính tạo màng tốt, ngăn cản ẩm trao đổi khí tốt; chống thấm Màng dẻo bám dính Ngăn cản tốt O2 CO2, chống thấm dầu, suốt Giá thành thấp, suốt, đặc tính học tốt Ngăn cản tốt O2 CO2, kháng vi sinh vật, suốt dẻo Khơng vị, suốt, ngăn cản O2 CO2 Chống thấm dầu nước, không mùi, suốt, khơng vị Có thể ngăn cản O2 CO2, suốt, đặc tính tạo màng tốt Khơng tan nước, độ giịn cao Khơng tan nước, gây dị ứng Ngăn cản ẩm Ngăn cản ẩm Ảnh hưởng vị sản phẩm dùng nồng độ cao, thấm nước cao Thấm nước cao, đặc tính học Ngăn cản O2 không cao, giá thành cao Thấm nước cao Pectin Ngăn cản tốt O2 CO2 Ngăn cản bay nước kém, đặc tính học kém, Pullulan Ngăn cản tốt O2 CO2, Chống thấm dầu, đặc tính học tốt Độ hịa tan thấp nước Lipid Sáp Ngăn cản tốt ẩm Nhựa Sellac Bề mặt sáng bóng, ngăn cản O2, CO2 ethanol 134 Ảnh hưởng đến đặc tính cảm quan sản phẩm Không phải GRAS (chứng nhận an toàn thực phẩm) Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 58, Số 3B (2022): 132-148 Hình Các phương pháp bao màng phổ biến sử dụng (A) nhúng, (B) chải, (C) phun, (D) phun electro, (E) thùng quay, (F) tầng sôi (Fritz et al., 2019) 3.2 Chơm chơm ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ MÀNG BAO TRONG BẢO QUẢN TRÁI CÂY 3.1 Bơ Nhìn chung, thịt chơm chơm có vị ngọt, giịn Trong q trình bảo quản, vỏ chơm chơm dễ bị hóa nâu, dẫn đến giảm chất lượng sản phẩm Để giải vấn đề này, Yingsanga and Srinon (2018) đưa đề xuất xử lý chôm chôm phương pháp bao màng với gel nha đam Trong trình bảo quản nhiệt độ 25℃ RH (relative humidity) 60-70%, nghiên cứu không ghi nhận khác biệt thống kê (p