Nghiên cứu chế tạo và tính chất của màng polyme ứng dụng để bảo quản quả

B GIO DC V O TO VIN KHOA HC V CễNG NGH VIT NAM VIN HO HC PHM TH THU H NGHIấN CU CH TO V TNH CHT CA MNG POLYME NG DNG BO QUN QU Chuyờn ngnh: Hoỏ Hu c Mó s: 62.44.27.01 LUN N TIN S HO HC NGI HNG DN KHOA HC: GS.TS Nguyn Vn Khụi PGS.TS Thỏi Hong H NI - 2012 B GIO DC V O TO VIN KHOA HC V CễNG NGH VIT NAM VIN HO HC PHM TH THU H NGHIấN CU CH TO V TNH CHT CA MNG POLYME NG DNG BO QUN QU LUN N TIN S HO HC H Ni - 2012 M U Hoa qu sau thu hoch l nhng t to sng v tip tc cỏc hot ng hụ hp v trao i cht thụng qua mt s quỏ trỡnh bin i Chớnh nhng bin i ny lm cho qu nhanh chớn, nhanh gi, nhn dn ti hng nu khụng ỏp dng bin phỏp c bit lm chm quỏ trỡnh ny Trc nhu cu bc thit v cụng ngh bo qun sau thu hoch, t lõu ó cú nhiu cụng trỡnh nghiờn cu nc nhm tỡm cỏch thc bo qun rau qu cú hiu qu phự hp vi iu kin Vit Nam Mt s qui trỡnh bo qun s b ó c cụng b nh phng phỏp kt hp trựng nh cho mt s loi rau qu Ngoi cũn cú mt s phng phỏp khỏc nh x lý nhit, hoỏ cht, bo qun mt s loi bao bỡ Cỏc phng phỏp ny cú th kộo di thi hn bo qun ca hoa qu nhng khụng nhiu, mt khỏc li khụng gi c giỏ tr cm quan bờn ngoi cho hoa qu nờn vic ỏp dng thc t cha c rng rói Hin nay, cú cụng ngh bo qun hoa qu ang c nghiờn cu v s dng khỏ ph bin l bo qun bng lp ph n c v bo qun bng mng bao gúi khớ quyn bin i (MAP) Lp ph n c ỏp dng trc tip trờn b mt qu bng cỏch nhỳng, phun hay quột to mt khớ quyn bin i Lp mng bỏn thm to thnh trờn b mt hoa qu s gim bt quỏ trỡnh hụ hp v kim soỏt s mt m, nh ú trỡ cht lng v kộo di thi hn s dng ca qu ti Cỏc loi rau qu c chn bo qun cng rt a dng nh c chua, cam, bi, vi, nhón, da, hng, xoi Hu ht cỏc nghiờn cu u cho kt qu kh quan Cụng ngh th hai l bo qun bng mng bao gúi khớ quyn bin i õy l phng phỏp bo qun m qu c ng tỳi mng mng cú tớnh thm thu chn lc hoc ng st cú lút mng bao gúi Thm qu cũn c ng container ln c lút bng vt liu tng hp cú tớnh thm thu chn lc i vi cỏc loi khớ Vit Nam, vic nghiờn cu bo qun qu bng mng polyme gn õy bt u c quan tõm nghiờn cu Tuy nhiờn, nhng cụng trỡnh ó cụng b cho thy cỏc nghiờn cu u trung vo vic s dng mng MAP v dung dch to lp ph n c nhp ngoi bo qun qu m cha cú cụng trỡnh no cp ch to cỏc vt liu ny Vi mong mun gúp phn gii quyt nhng nhu cu cp thit m thc t t ra, ti Nghiờn cu ch to v tớnh cht ca mng polyme ng dng bo qun qu nhm nghiờn cu v ch to vt liu cú th ỏp ng nhu cu bo qun rau qu sau thu hoch, gúp phn tng hiu qu kinh t Vi mc tiờu ú, nhng nhim v m lun ỏn phi thc hin l: a) Nghiờn cu ch to vt liu dng dung dch t shellac - To mng v xỏc nh tớnh cht ca mng shellac vi cht húa (hỡnh thỏi hc, tớnh cht c lý, tớnh cht nhit ca mng) b) Nghiờn cu ch to vt liu bo qun qu dng nh tng polyvinyl axetat (PVAc) - Nghiờn cu quỏ trỡnh tng hp PVAc bng phng phỏp trựng hp nh tng; - S dng cỏc phng phỏp phõn tớch ỏnh giỏ chuyn húa, bn nh, trng lng phõn t trung bỡnh (TLPTTB), hỡnh thỏi hc b mt, cu trỳc, tớnh cht nhit ca sn phm c) Nghiờn cu cụng ngh ch to mng bao gúi khớ quyn bin i (MAP) trờn c s polyethylen (PE) vi cỏc ph gia vụ c - Nghiờn cu quỏ trỡnh trn v ct ht nha, phõn tớch kh nng trn v phõn tỏn ph gia ng thi s dng mt s phng phỏp phõn tớch ỏnh giỏ - Nghiờn cu quỏ trỡnh thi mng v ỏnh giỏ cỏc tớnh cht ca mng MAP (chiu dy mng, hỡnh thỏi hc b mt, tớnh cht c lý, bn mi hn) d) Nghiờn cu v th nghim vt liu bo qun cho loi qu (vi v mn), ỏnh giỏ cỏc tớnh cht ca qu quỏ trỡnh bo qun: hao ht lng, t l h hng, hm lng ng, cng CHNG TNG QUAN 1.1 Cỏc phng phỏp bo qun rau, qu ti sau thu hoch Hu ht quỏ trỡnh suy gim lng v cht lng ca hoa qu ti u din giai on t thu hoch n tiờu th c tớnh t l tn tht hoa qu sau thu hoch h hng cú th lờn ti 20-80% [1] Nguyờn nhõn l hoa qu sau thu hoch l nhng t bo sng v tip tc cỏc hot ng hụ hp v trao i cht thụng qua mt s quỏ trỡnh bin i Chớnh nhng bin i ny lm cho hoa qu nhanh chớn, nhanh gi, nhn dn ti hng nu khụng ỏp dng bin phỏp c bit lm chm cỏc quỏ trỡnh ny [2] Rau qu sau thu hoch thng tri qua mt s bin i nh: bin i sinh hoỏ, bin i vt lý v bin i hoỏ hc Hiu rừ c tớnh hụ hp ca qu ti cng nh c ch ca nhng bin i trờn cú th kộo di thi hn bo qun ca chỳng 1.1.1 Trao i cht sau thu hoch v bo qun cỏc sn phm ti 1.1.1.1 Quỏ trỡnh chớn v thi hn s dng Quỏ trỡnh chớn l mt quỏ trỡnh thoỏi húa c iu chnh ni sinh dn n hng v thi khụng th dng li nhng ch cú th lm chm li Trong h hng v thi gúp phn quan trng lm tn tht sau thu hoch, thỡ quỏ trỡnh chớn gõy tn tht thm cũn cao hn Trong quỏ trỡnh chớn, sn phm d b tn thng nm tn cụng Tt c cỏc hoocmụn t thc vt chớnh bao gm auxin, giberela, cytokinin, abscisic axit v c bit l etylen, u gõy nh hng ti mt cỏc quỏ trỡnh chớn v lóo húa [3] Tuy nhiờn, lóo húa i kốm vi quỏ trỡnh chớn ca qu Khỏi nim v phõn bit gia hin tng ny l khỏ khú khn v ụi cũn gõy nhm ln Quỏ trỡnh lóo húa l mt quỏ trỡnh t nhiờn v thoỏi húa liờn quan n s gi húa c trng ca quỏ trỡnh lóo húa i vi sn phm ti sau thu hoch cú th c mụ t bi nhng thay i nh lm gim clorophyl, thoỏi húa mng t bo, gim hm lng RNA v protein, lm bin i cu trỳc (cú th dn n lm mm v gõy cỏc nh hng tiờu cc) [4] 1.1.1.2 Hụ hp Hụ hp l quỏ trỡnh trao i cht quan trng nht din bt k t bo sng no Hụ hp c mụ t l s phõn hy oxy húa ca cỏc cht nn phc cú t bo, chng hn nh cacbohydrat, protein v cht bộo thnh nhng phõn t n gin hn (CO2 v H2O) vi vic sn sinh nng lng v cỏc phõn t khỏc c s dng bi t bo cho cỏc phn ng tng hp Mc ớch chớnh ca hụ hp l cung cp nng lng v cỏc cht giỳp t bo thc hin cỏc phn ng trao i cht cn thit cho vic trỡ t chc t bo [5] Hụ hp cú th xy iu kin hiu khớ hoc k khớ, tựy thuc vo s sn cú ca oxy i vi rau, qu sau thu hoch, phn ln nng lng c cung cp bi hụ hp hiu khớ, ch yu liờn quan n ba ng trao i cht: chuyn húa glucozit, chu k tricacboxylic axit (TCA) v chuyn electron Tuy nhiờn, iu kin mc nng oxy thp (thng nh hn 1-2% i vi thc vt), hụ hp k khớ (lờn men) c bt u, ú pyruvat ch yu b chuyn húa thnh etanol v axetalehyt [6] Hụ hp cng l mt ch s tuyt vi ca trao i cht; nú cng cú th c dựng nh mt tiờu chun hu ớch cho vic bo qun sn phm ti Mc dự mi liờn h chớnh xỏc gia hụ hp v thi hn s dng ó khụng c c th phm vi nht nh, t l h hng ca sn phm liờn quan n tc hụ hp ca chỳng Sn phm cú tc hụ hp thp (tỏo, hnh tõy, khoai tõy, c rt ) cú th bo qun di hn sn phm hụ hp nhanh, nh dõu tõy v nm cú thi hn bo qun ngn Nh vy, sn phm trng trt cú th c phõn loi vo nhúm khỏc v kh nng bo qun tc hụ hp ca chỳng [7] Do tc hụ hp l mt ch s quan trng ca quỏ trỡnh trao i cht ca sn phm sau thu hoch, cỏc yu t nh hng n tc ny s c xem xột chớnh quỏ trỡnh bo qun rau qu ti sau thu hoch Nhiu cụng ngh bo qun sn phm ti liờn quan n hụ hp nh iu khin iu kin mụi trng (vớ d nh nhit thp v khớ quyn bin i O2 thp v CO2 cao) [8, 9] 1.1.1.3 Hao ht thoỏt hi nc Mt nc cú th gõy nhng thay i khụng mong mun v ngoi quan nh hộo v qut, lm mm t bo, ht trng lng v lm thay i hng v Nú cng gõy mt nc, lm tng tc quỏ trỡnh lóo húa Hu ht rau qu khụng cũn kh nng thng mi húa chỳng b mt i 5-10% trng lng ti Nc mt ch yu l s thoỏt hi ca sn phm ti [10] ng lc ca quỏ trỡnh chuyn m l gradient ỏp sut hi t b mt sn phm n mụi trng bo qun Tr ỏp sut hi nc khớ quyn bo qun cõn bng ỏp sut trờn b mt sn phm, cũn li thỡ hm lng m s liờn tc bay hi v sn phm Nh vy, cỏc c im ca sn phm nh cu trỳc b mt ca lp biu bỡ v din tớch b mt riờng ca qu tip xỳc vi khụng khớ nh hng trc tip n tc bay hi p sut hi nc trờn b mt sn phm thng gn bng ỏp sut hi nc bóo hũa ti nhit nht nh, trong khụng khớ bo qun ỏp sut hi nc s thp hn so vi hi bóo hũa Vỡ nhiu yu t cú liờn quan n thoỏt hi, mt thut ng tng quỏt c gi l "h s thoỏt hi" c s dng thc t nh lng quỏ trỡnh thoỏt hi nc [11] Trao i cht, tc thoỏt hi cng cú liờn quan vi quỏ trỡnh trao i cht hụ hp Tc sn sinh nc liờn quan trc tip n t l hp th O2 v sinh nhit Ngi ta c tớnh rng ch cú 42% lng nhit cú th c s dng cho cỏc phn ng tng hp, phn nhit cũn li ny c s dng cho bay hi Bt k phng phỏp no lm gim tc hụ hp u cú th gúp phn gim thoỏt hi Tuy nhiờn, rt ớt bit v thoỏt hi iu kin khớ quyn bin i Mc dự khụng th ngn nga s thoỏt hi, nhng mt s bin phỏp cú th lm gim hao ht thoỏt hi, chng hn nh vic bo qun m cao, bao phim tng sn phm, v nhit thp, cú th lm tng m tng i lung bo qun sn phm [12-14] 1.1.1.4 Cỏc yu t gõy suy gim cht lng Ri lon sinh lý: Sn phm ti thng b cỏc ri lon sinh lý khỏc cú ngun gc t vic tip xỳc vi nhit khụng mong mun, C2H4, O2 thp ( 12%) v s mt cõn bng dinh dng Trong s cỏc iu kin mụi trng bt li gõy ri lon sinh lý, bo qun nhit quỏ thp thng hay gp nht Cỏc loi qu cú ngun gc nhit i v cn nhit i, nhit di im ti hn (10-120C), thng cú s phỏ v hy sinh lý, c gi l tn thng úng ỏ [15] Cỏc triu chng ca tn thng úng ỏ chung quan sỏt c l r, tht qu b thõm, chớn bt thng v tng kh nng h hng Nhng tn thng ny c th hin sn phm c chuyn t nhit úng ỏ n nhit thng Mt hu qu khỏc ca tn thng úng ỏ l vic to mựi khụng mong mun Cỏc phng phỏp thụng thng ngn nga tn thng úng ỏ liờn quan ch yu n vic gii hn nhit bo qun v x lý trờn mt ngng nht nh [16] Cỏc phn ng sinh húa: ngoi quỏ trỡnh trao i cht s cp, cỏc phn ng sinh húa th cp xy t bo thc vt cú th gúp phn tng hp mt s hp cht mong mun cng nh suy gim v cht lng Chỳng bao gm s suy gim cht dip lc (mt mu xanh lỏ cõy), to sc t tng hp carotenoit v phenylpropanoit, gim axit (decacboxyl húa), tng v ngt (thy phõn tinh bt), to hng thm (tng hp ru v este tng hp thụng qua s phỏ v enzym oxy húa ca cht bộo khụng no), lm mm t bo (hot tớnh cỏc enzym pectinaza v xenluloza), gõy thõm enzym (phenolaza) v quỏ trỡnh oxy húa cht bộo v thy phõn cht bộo (lipaza, lipidoxygenaza v peroxidaza) [17] Nhim khun v bnh: Nm v vi khun cú tm quan trng nht nh cỏc bnh sau thu hoch ca sn phm ti Nhim nm l mt yu t hn ch ch yu vic kộo di thi gian bo qun cỏc loi rau qu ti Núi chung, hu ht cỏc sn phm thu hoch u cú kh nng khỏng nm giai on u sau thu hoch Tuy nhiờn, bt u chớn v lóo húa, chỳng tr nờn d b nhim Tn tht sau thu hoch ch yu ca rau qu ti b gõy bi cỏc loi nm Botrytis, Alternaria, Rhizopus v Pseudomonas spp Núi chung, mm gõy bnh sau thu hoch l cỏc ký sinh trựng yu ch xõm nhp vo cỏc t bo b h hng [18-21] Tn tht sau thu hoch lõy nhim cú th hn ch bng cỏch gim thiu cỏc tn thng c hc, nh trỡ cỏc sn phm giai on u ca qu chớn hoc quỏ trỡnh lóo húa, bo qun chỳng iu kin ti u v x lý sn phm vi cỏc tỏc nhõn khỏng khun Tn thng c hc Tn thng c hc i vi sn phm ti cú th hn ch kh nng thng mi húa Thm va p nh cng cú th gõy v thỳc y s suy gim cht lng gia tng hụ hp v to etylen, lm thỳc y cỏc phn ng sinh húa khụng mong mun v lm cho cỏc sn phm d b nhim khun Hao ht x lý rau qu ti cú th xy quỏ trỡnh thu hoch, chuyn, úng gúi v bo qun sau thu hoch Cỏc vt thõm cú th xy vic ct, lốn lc v va p kim soỏt thit hi x lý sau thu hoch, quy trỡnh x lý cng nh bao gúi phự hp bo v chng va p v rung lc l rt cn thit [22] 1.1.2 Cỏc phng phỏp bo qun rau qu 1.1.2.1 Nhit thp, m tng i (RH) cao Phng phỏp ph bin nht trỡ cht lng v kim soỏt s h hng ca hoa qu l lm lnh nhanh vi m tng i (RH) cao Tuy nhiờn, phng phỏp ny li gõy nờn s h hng lnh hoa qu v vic kim soỏt nhit mt cỏch hiu qu l rt khú nờn mt s phng phỏp bo qun khỏc ang c nghiờn cu [23] 1.1.2.2 Bo qun bng húa cht S dng mt s loi hoỏ cht nhng liu lng khỏc kộo di thi gian bo qun ca hoa qu ch yu da vo kh nng tiờu dit vi sinh vt ca nhng hoỏ cht ny Hoỏ cht c s dng bo qun hoa qu ti cn ỏp ng mt s yờu cu nh: dit c vi sinh vt liu lng thp di mc nguy him cho ngi, khụng tỏc dng vi cỏc thnh phn qu dn ti bin i mu sc, mựi v lm gim cht lng hoa qu, khụng tỏc dng vi vt liu lm bao bỡ hoc dng c, thit b cụng ngh, d tỏch sn phm cn s dng Tuy nhiờn, ớt cú loi hoỏ cht no cú th tho tt c cỏc yờu cu trờn, cho nờn s dng phi chn la cho phự hp nhm m bo ng thi cht lng bo qun v an ton thc phm Phng phỏp bo qun bng hoỏ cht cng bc l mt s nhc im nh: hoỏ cht cú th lm bin i phn no cht lng ca hoa qu, to mựi v khụng tt, gõy hi cho sc kho ngi, cú th gõy ng c tc khc hoc lõu di Vỡ vy cn thn trng s dng hoỏ cht bo qun hoa qu [24] 10 1.1.2.3 Bo qun bng tia bc x Nguyờn lý ca phng phỏp ny: chiu bc x vo sn phm thỡ mt mt vi sinh vt s b tiờu dit, mt khỏc vi rau qu ti quỏ trỡnh sinh lý, sinh húa cú th b c ch, nh vy kộo di thi hn bo qun Cỏc loi tia bc x c s dng bo qun thc phm gm: tia õm cc v tia , tia Rngen (X) v tia Do yờu cu cn phi u vit, tin li v mi mt nh: cú xuyờn thu cao, cú ngun thu nhn d dng, n nh, r nờn hin tia ang c s dng nhiu nht [25] 1.1.2.4 Bo qun mụi trng khớ quyn iu khin CA (Controlled Atmosphere) L phng phỏp bo qun hoa qu ti mụi trng khớ quyn m thnh phn cỏc khớ nh O2, CO2 c iu chnh hoc c kim soỏt khỏc vi iu kin bỡnh thng Khớ CO2 v O2 cú tỏc dng trc tip lờn quỏ trỡnh sinh lý, sinh hoỏ ca hoa qu, t ú nh hng ti thi hn bo qun ca chỳng Bo qun iu kin h thp nng O2, tng hm lng CO2 cú th lm gim quỏ trỡnh hụ hp, chm s gi hoỏ, nh ú kộo di thi hn bo qun Phng phỏp ny cú u im l cho hiu qu tt, thi hn bo qun di, cht lng hoa qu hu nh khụng i quỏ trỡnh bo qun Tuy nhiờn, mt nhc im ca phng phỏp ny l khỏ phc tp, phi chỳ ý c bit u t xõy dng cng nh hnh kho bo qun [26] - u im: Phng phỏp ny cho hiu qu tt, thi hn bo qun di, cht lng rau qu hu nh khụng i thi gian bo qun - Nhc im: Phc tp, ũi hi s chỳ ý c bit u t xõy dng cng nh hnh kho bo qun Tớnh n nh ca ch bo qun khụng cao 1.1.2.5 Bo qun mụi trng khớ quyn bin i MA (Modified Atmosphere) L phng phỏp bo qun m hoa qu c ng tỳi mng mng cú tớnh thm thu chn lc hoc ng st cú lút mng bao gúi Thm hoa qu cũn c ng container ln c lút bng vt liu tng hp cú tớnh thm thu chn lc i vi cỏc loi khớ [27,28] Mng bao gúi thng c ch to t cỏc 11 loi nha nhit nh polypropylen (PP), polyetylen t trng thp (LDPE), polyetylen mch thng t trng trung bỡnh (LMDPE), polyetylen t trng cao (HDPE), polyvinyl clorua (PVC) Trong s ny, mng c a dựng nht l LDPE tớnh cht chn khớ rt tt ca nú [29] 1.2 Bo qun bng lp ph n c Lp ph n c l mt lp vt liu mng c ỏp dng trờn b mt sn phm hoc thay th lp sỏp bo v t nhiờn v cung cp mt lp chn m, oxy v s di chuyn cht tan cho thc phm Cỏc lp ph ny c ỏp dng trc tip trờn b mt hoa qu bng cỏch nhỳng, phun hay quột to mt khớ quyn bin i (MA) Lp mng bỏn thm to thnh trờn b mt hoa qu s gim bt quỏ trỡnh hụ hp v kim soỏt s mt m cng nh cung cp cỏc chc nng khỏc Lp ph n c t lõu ó c s dng trỡ cht lng v kộo di thi hn s dng ca mt s loi qu ti nh cỏc loi qu cú mỳi (cam, chanh, quớt), tỏo, da chut [2, 30, 31] 1.2.1 Lp ph trờn c s polysaccarit Mt s polysaccarit ó c s dng cụng thc lp ph l tinh bt v pectin, xenluloza, chitosan v alginat Cỏc lp ph ny cú th lm chm quỏ trỡnh chớn, kộo di thi hn s dng ca qu c bao mng m khụng to cỏc iu kin k khớ khc nghit [32] Trong s cỏc polysaccarit thỡ dn xut ca xenluloza cú tớnh cht to mng tuyt vi cng nh sn cú trờn th trng Cỏc dn xut nh cacboxymetyl xenluloza (CMC), metyl xenluloza (MC), hydroxypropyl xenluloza (HPC) v hydroxypropyl metylxenluloza (HPMC) cú th d dng hũa tan nc hay dung dch etanol - nc, to mng tan nc v chu c cht bộo v du õy cng chớnh l u im khin cho cỏc dn xut xenluloza c s dng d dng hn so vi chitosan [33] Lớp phủ từ polysaccarit lớp phủ sở sáp carnauba đợc sử dụng xoài Lớp phủ từ polysaccarit có khả thấm khí hô hấp thấm nớc thấp sáp carnauba Cả hai lớp phủ tạo khí biến đổi, giảm thối rữa cải thiện vẻ ngoài, nhng lớp phủ polysaccarit làm chậm trình chín 12 tăng nồng độ hơng dễ bay lớp phủ sáp carnauba làm giảm rõ rệt nớc [34] Các lớp phủ sở polysaccarit tan đợc sử dụng cho rau bao gồm: LMP (metoxylpectin thấp) để phủ lạc chà khô, hydroxylpropyl tinh bột để phủ mận, amyloza tinh bột với chất dẻo hóa thích hợp để phủ chà nho, este amyloza axit béo lớp protein đậu nành ngô để phủ cà rốt táo [34] 1.2.2 Lp ph trờn c s protein Cỏc lp ph n c t protein ng vt (nh protein sa) v protein thc vt (nh zein, protein u nnh, gluten lỳa mỡ) cú tớnh cht chn oxy, cacbonic v lipit tuyt vi, c bit l m tng i (RH) thp Lp ph t protein giũn v cú kh nng b nt mt nng lng c kt ca polyme ny khỏ bn B sung cỏc cht húa tng hp cú th ci thin kh nng co gión v tớnh mm cao ca lp ph Cng ging nh lp ph polysaccarit, lp ph t protein cú c tớnh chn nc tng i kộm, bn cht a nc cú ca cỏc protein v cỏc cht húa a nc c b sung vo lp ph to mm cn thit [35-38] Lớp phủ ăn đợc sở hn hợp protein váng sữa chiếu xạ làm giảm xuất nấm mốc dâu tây Đó hình thành liên kết ngang trình chuẩn bị dung dịch phủ, kết hợp disunfua thành bityrosin giúp cải thiện tính chất chắn lớp phủ protein Bổ sung CaCl2 vào công thức tiếp tục cải thiện hiệu lớp phủ protein hỗn hợp Các lớp phủ ăn đựơc chứa cazeinat: váng sữa tỉ lệ 1:1 CaCl2 hứa hẹn có nhiều ứng dụng thực phẩm Lớp phủ từ protein váng sữa (WPI) đợc sử dụng để bảo quản rau tơi đặc biệt loại táo tạo thành lớp chắn khí tuyệt vời [31] 1.2.3 Lp ph trờn c s lipit Lipit n c bao gm cỏc lipit trung tớnh ca glyxerit l este ca glyxerin, axit bộo, sỏp v nha l cỏc vt liu ph truyn thng i vi hoa qu ti, hiu qu vic to ro chn m v ci thin ngoi quan Cỏc loi sỏp (sỏp carnauba, sỏp ong, sỏp parafin, sỏp candelilla v cỏc loi khỏc) ó c ỏp dng lm lp ph bo v cho qu ti vi mc ớch ngn chn s chuyn m, gim c xỏt b mt quỏ trỡnh bo qun v kim soỏt s hỡnh thnh vt rỏm mm (thõm v) cỏc 13 loi qu nh tỏo nh ci thin tớnh nguyờn c hc v kim soỏt thnh phn khớ bờn ca qu Lp ph sỏp ó c ỏp dng rng rói cho cỏc loi qu cú mỳi, tỏo, c chua xanh ang chớn, da chut, c ci v nhiu loi rau khỏc cn b mt búng lỏng Lp ph t sỏp tip tc c s dng cho cỏc loi qu nh chanh, da hu, tỏo, lờ [39-44] Nha v nha thụng c a vo mng n c l nha g thụng v coumaron inden, c hai u c s dng bao mng cho qu cú mỳi Nha cú th c bin tớnh bng cỏch hydro hoỏ, polyme hoỏ, isome hoỏ v decacboxyl húa, tt c u lm tng tớnh cht nhit v to mng chu c nhng thay i mu sc v oxi hoỏ Coumaron inden l sn phm ph ca than hoc du m Nú chu c iu kin kim, axit loóng v m cu trỳc mch bộo [45] Cỏc triglyxerit hay lipit trung tớnh cú th to mt lp mng bao n nh, liờn tc trờn b mt qu da trờn phõn cc tng i cao ca chỳng so vi cỏc loi sỏp Hu ht cỏc axit bộo thu c t du thc vt u c xem l an ton thc phm v cú th thay th cỏc loi du khoỏng trờn c s du m ch to lp ph n c Tuy nhiờn, cỏc lp ph ny cú th b mt cht lng tớnh khụng bn ca hng thm du thc vt hydro húa mt phn chu uc mựi ụi ụi li cho kt qu tt hn [46] 1.2.4 Lp ph trờn c s shellac t cỏnh kin Shellac l thnh phn chớnh t cỏnh kin , mt loi nha t nhiờn nht cú ngun gc ng vt Nhựa cánh kiến đỏ có tính chất đặc biệt quý giá có nhiều tiêu tốt lý, chịu nhiệt, cách điện, độ bám dính, tạo màng Lớp phủ shellac từ nhựa cánh kiến đỏ có độ thấm khí (O2, CO2, etylen) thấp, khô nhanh, tạo cho sản phẩm phủ bề mặt bóng Nguồn cung cấp nhựa cánh kiến đỏ dồi sẵn có * Nguồn gốc [47] Sâu cánh kiến đỏ loại côn trùng nhỏ xíu nh chấy tên khoa học Laccifer kerr thuộc Coccidae (bọ rệp), sống kí sinh số loại gọi chủ Việt Nam có giống gồm loài là: L fici, L greeni, L lacca Sâu cánh kiến đỏ đợc phát triển nhiều ấn Độ, Thái Lan, Myanma, Trung Quốc, Liên bang 14 Nga nớc Đông Dơng Việt Nam, nghề sản xuất cánh kiến đỏ có số tỉnh nh Sơn La, Hòa Bình, Lai Châu, vùng Nghệ An-Thanh Hóa tiếp giáp với biên giới Việt-Lào Tây Nguyên Đây nguồn nguyên liệu dồi sẵn có * Thành phần [47] Sự phát triển sâu cánh kiến đỏ bị chi phối lớn môi trờng sống nên nguyên liệu cánh kiến đỏ chịu ảnh hởng yếu tố Tuy loại nguyên liệu có thành phần giống nhau: độ ẩm, chất tan nớc, nhựa, sáp tạp chất lẫn - Những chất tan nớc: Chất màu: có màu đỏ, tan nớc, xem nh pigment dịch thể sâu, phức hợp nhiều loại axit laccaic Những chất tan khác gồm có muối, abumin, đờng - Sáp: hợp chất có thành phần chính: sáp tan cồn nóng (80%) sáp tan benzen (20%) - Nhựa nhựa cánh kiến đỏ có hai thành phần: Nhựa mềm tan ête, chiếm 25%, số axit 100 trọng lợng phân tử khoảng 550 v nhựa cứng không tan ête, chiếm tới 75% nhựa tổng cộng, số axit 55, trọng lợng phân tử khoảng 2000 - Tạp chất: Là xác sâu kiến, gỗ vụn, đất cát * Cấu trúc phân tử shellac Shellac có chứa cacbon, hydro, oxy lợng nhỏ tro không đáng kể, có trọng lợng phân tử 1000 Công thức phân tử thực nghiệm C60H90O15 (hỡnh 1.1) Cấu trúc phân tử shellac cha sáng tỏ, công thức cấu tạo gần nhất: O CO CH H 2C CH C C H2C C CH CH CH C OH OH Coo (CH2)6 CH CH CooH (CH2)7 CO O CO ( C12H 17) OH CHO CH CH Hỡnh 1.1 Cụng thc cu to gn ỳng ca nha shellac 15 Công thức xây dựng sở axit: alơritic, senlolic, axit anehit cấu tử axit chủ yếu có shellac * Phơng pháp tách shellac từ nhựa cánh kiến đỏ [47] Nguyên liệu cánh kiến đỏ chủ yếu để tinh chế lấy nhựa kĩ thuật tinh chế cánh kiến đỏ nhằm thực việc tách bỏ tạp chất khỏi nhựa Có phơng pháp tinh chế với trình độ tách biệt phơng pháp thủ công phơng pháp giới Cả phơng pháp dựa nguyên tắc chung bớc loại trừ chất nhựa khỏi nguyên liệu, giữ vững cải thiện chất lợng nhựa có nguyên liệu * Lớp phủ thực phẩm sở shellac từ cánh kiến đỏ Shellac đợc ứng dụng lĩnh vực công nghiệp: sơn, vecni, vật liệu cách điện, chất kết dính, lĩnh vực thực phẩm, shellac đợc dùng làm chất pha loãng màu, hợp phần chất phủ bề mặt, chất làm bóng shellac đợc làm vật liệu tạo màng phủ công nghiệp dợc Việc sử dụng shellac làm vật liệu lớp phủ để bảo quản rau đề tài đợc ý thời gian gần kết đạt đợc ban đầu cho thấy lớp phủ thực phẩm từ shellac hạn chế nớc làm hao hụt khối lợng, ngăn chặn nấm bệnh, lớp phủ shellac có khả thấm oxy nớc nên đóng vai trò nh rào cản bề mặt hoa làm giảm trao đổi khí Nồng độ oxy giảm làm giảm cờng độ hô hấp rau kéo dài thời hạn bảo quản, đồng thời làm giảm sản sinh etylen vốn nguyên nhân làm mau chín Ngoài ra, lớp phủ sáp shellac tạo bề mặt bóng đẹp cải thiện vẻ bề sản phẩm Tuy nhiên lớp phủ shellac cho rau có nhợc điểm: làm ảnh hởng đến mùi thơm màng sử dụng có hàm lợng shellac lớn Vật liệu phủ rau với thành phần shellac kết hợp thêm số hợp phần khác: sáp, nhựa thông, nhũ tơng polyetylen, sáp parafin, nhựa dầu mỏ, axit oleic, axit lauric, axit stearic, amoniac, kali hydroxit, cồn, glyxerin [43, 44] 1.2.5 Lp ph trờn c s polyvinyl axetat Gn õy, cỏc nh khoa hc ti C quan Nghiờn cu Nụng nghip thuc B Nụng nghip Hoa K ó phỏt trin mt lp ph mi c ch to t polyvinyl axetat (PVAc) loi dựng cho thc phm, r tin v rt d s dng, li cho hiu qu 16 cao ngn chn s h hng ca rau qu sau thu hoch m khụng gõy mt mu Lp ph ny c ỏp dng cho rau qu bng phng phỏp nhỳng, phun hay quột Lp ph t PVAc cú mt s u im nh: lm chm quỏ trỡnh hụ hp v trỡ chc ca qu [48] Thnh phn lp ph n c c ch to t PVAc loi dựng thc phm hũa tan hn hp ancol- nc Lp ph PVAc cú búng cao v kh nng thm O2 v hi nc tng i tt v chỳng to thnh b mt búng trờn ko socola, qu cú mỳi v tỏo Vic a thờm cỏc cht húa giỳp trỡ búng ca lp ph hm lng ancol dung mụi gim xung di 70% Tỏo ti v cỏc loi qu cú mỳi c ph bng PVAc ớt cú xu hng b lờn men v to ancol quỏ trỡnh bo qun [49] PVAc s dng lm lp ph cho rau qu thng cú lng phõn t trung bỡnh t 2000 n 50.000 v thng c ch to dng nh tng nc hay dung mụi ancol - nc Cỏc cht húa do, cht hot ng b mt, ph gia tng búng, dung mụi cng nh cỏc polyme to mng cú th c a vo thnh phn ca lp ph trỡ búng v thm khớ cn thit cho qu hay thc phm Lp ph PVAc ó c s dng cho cỏc loi qu cú mỳi (nh bi, cam, chanh, qut, quớt), tỏo, lờ, c chua, cỏc loi qu nhit i (nh chui, u , i, xoi, cỏc loi da, cỏc qu cú ht (nh mn, s ri), cỏc qu mng (dõu, vit qut), nho, o, da, kiwi, hng, cỏc loi rau c (khoai tõy, c rt, hnh), bớ, u, da chut, x lỏch, nm, bỏnh ko [50] PVAc thng c ch to bng phng phỏp trựng hp nh tng Tớnh cht ca nh tng to thnh thng b nh hng bi thnh phn pha nc, cht n nh v cht m c s dng quỏ trỡnh ch to vt liu cng nh cỏc iu kin cụng ngh (nh nhit , nng monome, pH, tc khuy) Nh tng PVAc l cht lng mu trng sa cha khong 4-30% PVAc (theo lng) d dng ỏp dng v cú th lm sch thit b bng nc [51] * Nh húa vt liu bo qun: t c bỏm dớnh v bao ph tt nht cho hoa qu, cỏc vt liu ph thng c ch to dng nh tng Nh tng cú th c chia thnh nh tng ln v vi nh Nh tng ln cú kớch thc ht 17 khong 2.103-105, v vi nh cú kớch thc ht 1000-2000 S hỡnh thnh cỏc git sỏp nh vi nh ph thuc vo tng tỏc ca pha phõn tỏn v cht nh hoỏ, kớch thc git nh tng ln liờn quan n phng phỏp phõn tỏn c hc, bao gm quỏ trỡnh ng hoỏ ỏp sut cao hoc tc khuy cao Quỏ trỡnh to nh tng yờu cu vic la chn cht nh hoỏ thớch hp Vi nh thng s dng hai cht nh hoỏ: mt cú th tan c pha phõn tỏn v pha liờn tc v hai l mt cht cựng hot ng b mt, thng l ancol Kớch thc git nh vi nh lm cho mng ng nht v khụ thỡ thnh mt mng búng [52, 53] * B sung cỏc thnh phn chc nng vo lp ph tng cng hiu qu: Mt nhng tớnh cht c bit ca lp ph n c l kh nng kt hp cỏc thnh phn chc nng vo cht nn nhm tng cng hiu qu ca chỳng Tính chất vật lý Trong bng 1.1 số tính chất vật lý quan trọng PVAc Bng 1.1 Mt s tớnh cht vt lý ca PVAc Tính chất Giá trị Mật độ lợng liên kết 83 87 (cal/ml) Mômen lỡng cực (20oC) 2,3.10-18 (esu) Độ tan 9,5 -9,7 Nhiệt dộ dẻo hoá 35 50 (0C) Sức căng (20oC) 300 500 (kg/cm2) Độ ngấm nớc ( ngâm 24h, 20-250C) 3% Độ thấm nớc (250C, RH 65%) 300 (10-9g.cm/cm2.h.cmHg) Nhiệt dung riêng trung bình 0.45(Kcal/mol.0C) * Tính tan: PVAc tan dung môi thơm, xeton, este Nó tan metanol, etanol 95%, 2-propanol 90%, butanol 90% PVAc không tan đợc etanol khan rợu khan cao hơn, hydro cacbon no, nớc, cacbon đisunfit, xyclohexan Các hợp chất clorua hydrocacbon: cacbon tetraclorua, triclorua etylen, metylen clorua dung môi tốt PVAc Có điều thú vị etanol nguyên chất hoàn toàn hoà tan PVAc, nhng thêm 5% nớc 18 trở thành dung môi lý tởng, etanol khan lại dung môi tốt nồng độ PVAc lớn (hơn 50%) nhiệt độ khoảng 500C [54] * Khả thấm khí: Khả thấm khí qua PVAc đợc nghiên cứu từ lõu vấn đề đặc biệt đợc quan tâm khả thấm nớc Lp ph PVAc làm ph bề mặt ẩm mà màng không bị hỏng nớc dễ dàng khuếch tán qua PVAc [55] * Sự dẻo hoá: Chức chất làm dẻo hoá biến đổi PVAc cứng, giòn thành PVAc linh động dẻo Có hai kiểu dẻo hoá: bên bên PVAc đợc dẻo hoá bên nhờ hợp chất có khối lợng phân tử nhỏ nh đibutyl phtalat Chất dẻo hoá ngoại cuối đi, ví dụ nh bay có mặt hỗn hợp vật lý polyme Trái lại, mt chất dẻo hoá nội có tơng tác hoá học đồng trùng hợp polyme Một chất dẻo hoá nội đợc gọi chất dẻo hoá vĩnh cửu không bị dới tác động vật lý Ví dụ butyl acrylat chất dẻo hoá nội cho PVAc tạo polyme đồng trùng hợp với PVAc [56] Tính chất hoá học [57] Tính chất hoá học PVAc tơng tự nh tính chất hoá học este béo Phn ng quan trng nht ca vinyl axetat (VAc) l phn ng trựng hp theo c ch gc t VAc nguyờn cht nhit thụng thng trựng hp rt chm nhng nu cú tỏc dng ca ỏnh sỏng hay cỏc peroxit thỡ phn ng trựng hp xy nhanh VAc trựng hp cho PVAc l mt cht cú giỏ tr Quỏ trỡnh trựng hp cú th theo phng phỏp huyn phự, nh tng hoc dung dch nCH2 CH CH2 OCO CH3 CH (1) OCOCH n Phản ứng quan trọng phản ứng thuỷ phân PVAc to polyvinyl ancol (PVA) Động học phản ứng thuỷ phân PVAc dung môi 70% metanol 30% nớc đợc mô tả phơng trình: -d[P] dt = k.[OH-].[P] V 19 Trong V = Di3 Dg3 ; Dg đờng kính cuộn polyme hình cầu, ngợc lại Di đờng kính bên cảu hình cầu polyme không tham gia phản ứng [P] nồng độ PVAc Tốc độ phản ứng thuỷ phân môi trờng đồng ớt bị ảnh hởng trng lợng phân tử (TLPT) PVAc Ngời ta thấy tốc độ phản ứng thuỷ phân ln chút polyme có khối lợng phân tử thấp Có nhiều phơng pháp trùng hợp PVAc: Trùng hợp khối, trùng hợp dung dịch, trùng hợp nhũ tơng, trùng hợp tớng rắn, trùng hợp xạ, trùng hợp nhờ hợp phần kim Trong công nghiệp sản xuất PVAc sử dụng chủ yếu phơng pháp: trùng hợp nhũ tơng, trùng hợp tớng rắn, trùng hợp dung dịch PVAc làm lớp phủ thực phẩm có độ bóng cao [58] PVAc với KLPT trung bình thấp 2000 đợc C quan Qun lý Dc phm v Thc phm Hoa K FDA (Food and Drug Administation) chấp nhận phụ gia thực phẩm trực tiếp kẹo cao su, thành phần lớp phủ chống nấm cho bơ, chất mang axit sorbic lớp bọc quít, lớp phủ tinh bột sắn, thành phần lớp phủ trứng PVAc đợc sử dụng lớp phủ dợc phẩm, đặc biệt lớp phủ nhả chậm PVAc có nhiều ứng dụng cho sản phẩm thực phẩm dợc phẩm, nhiên việc áp dụng PVAc làm lớp phủ thực phẩm có hiệu làm bóng cao, đặc biệt lớp phủ hoa quả, rau, thực phẩm chế biến cha đợc ý mức 1.3 Bo qun rau qu bng bao gúi khớ quyn bin i 1.3.1 Thit k v la chn vt liu Bao gúi khớ quyn bin i l mt h th ng da trờn s cõn bng gia tc hụ hp ca sn phm v tc thm thu khớ ca bao gúi [59] Nh ú to v trỡ mc CO2 v O2 cn thit iu kin trng thỏi dng bờn bao gúi Giỏ tr O2 v CO2 chớnh xỏc trng thỏi dng tựy thuc vo kh nng trao i khớ v tc hụ hp ca sn phm Tc hụ hp ca sn phm sau thu hoch ban u thng cao, gim dn theo thi gian bo qun t ti trng dng l mt hm ca nhit bo qun v 20 [...]... sự kết hợp của disunfua thành bityrosin giúp cải thiện tính chất chắn của lớp phủ protein Bổ sung CaCl2 vào công thức trên tiếp tục cải thiện hiệu quả của lớp phủ protein hỗn hợp Các lớp phủ ăn đựơc chứa cazeinat: váng sữa tỉ lệ 1:1 và CaCl2 hứa hẹn có nhiều ứng dụng trong thực phẩm Lớp phủ từ protein váng sữa (WPI) còn đợc sử dụng để bảo quản các rau quả tơi và đặc biệt là các loại táo do tạo thành... Shellac đợc ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp: sơn, vecni, vật liệu cách điện, chất kết dính, trong lĩnh vực thực phẩm, shellac đợc dùng làm chất pha loãng màu, hợp phần chất phủ bề mặt, chất làm bóng shellac còn đợc làm vật liệu tạo màng phủ trong công nghiệp dợc Việc sử dụng shellac làm vật liệu lớp phủ để bảo quản rau quả là đề tài mới đợc chú ý trong thời gian gần đây và những kết quả đạt đợc... Phản ứng quan trọng nhất là phản ứng thuỷ phân PVAc to polyvinyl ancol (PVA) Động học của phản ứng thuỷ phân PVAc trong dung môi 70% metanol và 30% nớc đợc mô tả bởi phơng trình: -d[P] dt = k.[OH-].[P] V 19 Trong đó V = 1 Di3 Dg3 ; Dg là đờng kính của cuộn polyme hình cầu, ngợc lại Di là đờng kính bên trong cảu hình cầu polyme không tham gia phản ứng [P] là nồng độ của PVAc Tốc độ của phản ứng thuỷ... Một chất dẻo hoá nội đợc gọi chất dẻo hoá vĩnh cửu vì nó không bị mất đi dới những tác động vật lý Ví dụ butyl acrylat là một chất dẻo hoá nội cho PVAc vì nó tạo polyme đồng trùng hợp với PVAc [56] Tính chất hoá học [57] Tính chất hoá học của PVAc tơng tự nh tính chất hoá học của các este béo Phn ng quan trng nht ca vinyl axetat (VAc) l phn ng trựng hp theo c ch gc t do VAc nguyờn cht nhit thụng thng... làm giảm rõ rệt sự mất nớc [34] Các lớp phủ trên cơ sở polysaccarit tan đã đợc sử dụng cho rau quả bao gồm: LMP (metoxylpectin thấp) để phủ lạc và chà là khô, hydroxylpropyl tinh bột để phủ mận, amyloza tinh bột với chất dẻo hóa thích hợp để phủ chà là và nho, este amyloza của axit béo và một lớp protein đậu nành hoặc ngô để phủ cà rốt hoặc táo [34] 1.2.2 Lp ph trờn c s protein Cỏc lp ph n c t protein... giòn thành PVAc linh động và dẻo Có hai kiểu dẻo hoá: bên trong và bên ngoài PVAc đợc dẻo hoá bên ngoài nhờ các hợp chất có khối lợng phân tử nhỏ nh đibutyl phtalat Chất dẻo hoá ngoại cuối cùng mất đi, ví dụ nh bay hơi bởi vì sự có mặt của nó là hỗn hợp vật lý cùng polyme Trái lại, mt chất dẻo hoá nội có sự tơng tác hoá học hoặc đồng trùng hợp polyme Một chất dẻo hoá nội đợc gọi chất dẻo hoá vĩnh cửu vì... những thành phần giống nhau: độ ẩm, chất tan trong nớc, nhựa, sáp và tạp chất lẫn - Những chất tan trong nớc: Chất màu: có màu đỏ, tan trong nớc, có thể xem nh là pigment trong dịch thể của sâu, là một phức hợp của nhiều loại axit laccaic Những chất tan khác gồm có các muối, abumin, đờng - Sáp: là một hợp chất có 2 thành phần chính: sáp tan trong cồn nóng (80%) và sáp tan trong benzen (20%) - Nhựa... shellac hạn chế sự mất nớc làm hao hụt khối lợng, ngăn chặn nấm bệnh, lớp phủ shellac có khả năng thấm oxy và nớc kém nên đóng vai trò nh một rào cản trên bề mặt hoa quả làm giảm sự trao đổi khí Nồng độ oxy giảm sẽ làm giảm cờng độ hô hấp của rau quả kéo dài thời hạn bảo quản, đồng thời làm giảm sự sản sinh etylen vốn là một trong các nguyên nhân làm quả mau chín Ngoài ra, lớp phủ sáp shellac còn tạo ra... cho bơ, là một chất mang axit sorbic trong lớp bọc quít, lớp phủ bằng tinh bột sắn, thành phần trong lớp phủ trứng PVAc cũng đợc sử dụng trong lớp phủ dợc phẩm, đặc biệt là các lớp phủ nhả chậm PVAc có nhiều ứng dụng cho các sản phẩm thực phẩm và dợc phẩm, tuy nhiên việc áp dụng PVAc làm lớp phủ thực phẩm có hiệu quả làm bóng cao, đặc biệt là đối với lớp phủ hoa quả, rau, thực phẩm chế biến cha đợc... khi nồng độ của PVAc rất lớn (hơn 50%) và ở nhiệt độ khoảng 500C [54] * Khả năng thấm khí: Khả năng thấm khí và hơi qua PVAc đợc nghiên cứu từ lõu trong đó vấn đề đặc biệt đợc quan tâm là khả năng thấm hơi nớc Lp ph PVAc làm nền có thể ph trên bề mặt ẩm mà màng không bị hỏng vì hơi nớc có thể dễ dàng khuếch tán qua PVAc [55] * Sự dẻo hoá: Chức năng của chất làm dẻo hoá là biến đổi PVAc cứng, giòn thành