Nghiên cứu chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) ứng dụng để bảo quản vải thiều lục ngạn

Các nghiên cứu trong nước hiện nay cũng đang theo xu hướng trên thế giới, đó là sử dụng khì quyển biến đổi để bảo quản rau quả, nổi bật là 2 phương pháp: bao gói khì quyển biến đổi trong

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

NGUYỄN THỊ TRANG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG BAO GÓI KHÍ QUYỂN

BIẾN ĐỔI (MAP) ỨNG DỤNG ĐỂ BẢO QUẢN

VẢI THIỀU LỤC NGẠN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

HÀ NỘI - 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Thị Trang

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG BAO GÓI KHÍ

QUYỂN BIẾN ĐỔI (MAP) ỨNG DỤNG BẢO QUẢN

VẢI THIỀU LỤC NGẠN

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2016

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu các phương pháp bảo quản rau quả tươi 4

1.1.1 Nguyên nhân gây tổn thất rau quả sau thu hoạch 4

1.1.2 Các phương pháp bảo quản rau quả tươi phổ biến hiện nay 4

1.1.2.1 Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao 4

1.1.2.2 Bảo quản bằng hóa chất 4

1.1.2.3 Bảo quản trong môi trường khì quyển điều khiển CA (Controlled Atmosphere) 5

1.1.2.4 Bảo quản trong môi trường khì quyển biến đổi MA 5 (Modified Atmosphere) 5

1.1.2.5 Bảo quản hoa quả bằng lớp phủ ăn được 6

1.1.2.6 Bảo quản bằng bao gói khì quyển biến đổi (MAP) 7

1.2 Vật liệu và công nghệ chế tạo màng MAP 9

1.2.1 Công nghệ chế tạo màng 9

1.2.2 Vật liệu để chế tạo màng MAP 11

1.3 Ứng dụng màng MAP để bảo quản rau quả sau thu hoạch 13

1.4 Tình hình nghiên cứu bảo quản quả vải trong và ngoài nước 17

1.4.1 Ngoài nước 17

1.4.2 Trong nước 26

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 31

2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất 31

2.2 Dụng cụ và thiết bị 31

2.2.1 Dụng cụ 31

2.2.2 Thiết bị sử dụng 31

2.3 Các phương pháp phân tích, đánh giá 32

2.3.1 Tỉ lệ hao hụt khối lượng 32

2.3.2 Tỉ lệ hư hỏng 33

2.3.3 Độ cứng 33

2.3.4 Màu sắc vỏ quả 33

2.3.5 Hoạt độ enzym polyphenol oxadies (PPO) 33

2.3.6 Hàm lượng chất khô hòa tan tổng số 35

2.3.7 Hàm lượng đường tổng 35

2.3.8 Hàm lượng vitamin C 35

2.3.9 Hàm lượng axit tổng số 35

2.3.10 Xác định nồng độ khì CO2, O2 bên trong bao gói 36

2.3.11 Chỉ số bệnh do vi sinh vật 36

2.4 Phương pháp tiến hành 37

2.4.1 Nghiên cứu chế tạo màng MAP 37

2.4.2 Nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản vải Lục Ngạn 41

2.4.3 Nghiên cứu biện pháp tiền xử lì kết hợp màng MAP để bảo quản vải 42

2.4.3.1 Nghiên cứu loại bỏ vi sinh vật gây hư hỏng bằng phương pháp xử lì nước nóng 43

2.4.3.2 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng phương pháp hạ pH 43

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 Nghiên cứu chế tạo màng MAP 46

3.1.1 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chiều dày màng 46

3.1.2 Tình chất cơ lì của màng MAP 47

3.1.3 Tình chất nhiệt của màng MAP 48

3.1.3.1 Phân tìch nhiệt trọng lượng (TGA) 48

3.1.3.2 Nhiệt vi sai quét (DSC) 50

3.1.4 Hính thái học bề mặt 52

3.1.4.1 Ảnh kình hiển vi điện tử quét (SEM) 52

3.1.4.2 Ảnh chụp kình hiển vi quang học 54

3.1.5 Độ thấm hơi nước của màng MAP 56

3.2 Nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản vải thiều Lục Ngạn 57

3.2.1 Nghiên cứu màng MAP để bảo quản vải thiều Lục Ngạn 57

3.2.1.1 Hao hụt khối lượng và tỉ lệ hư hỏng 57

3.2.1.2 Đánh giá cảm quan 58

3.2.1.3 Độ cứng quả 62

3.2.1.4 Sự biến đổi hàm lượng khì CO2 và O2 bên trong bao gói 62

3.2.1.5 Tổng chất rắn hòa tan và axit trong quả 64

3.3 Nghiên cứu các biện pháp tiền xử lí kết hợp màng MAP để bảo quản vải 65

3.3.1 Nghiên cứu loại bỏ vi sinh vật gây hư hỏng bằng phương pháp xử lì nước nóng 65

3.3.1.1 Tỉ lệ hư hỏng 65

3.3.1.2 Chỉ số màu sắc 66

3.3.1.3 Chỉ số bệnh do vi sinh vật 67

3.3.2 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng phương pháp hạ pH 70

3.3.2.1 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit oxalic 70

3.3.2.2 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit citric 73

3.3.2.3 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit clohidric 75

KẾT LUẬN 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Vì dụ về áp dụng các lớp phủ ăn được cho quả 7

Bảng 1.2 Phân loại các loại nhựa PE 12

Bảng 1.3 Điều kiện MA và độ chọn lọc cần thiết đối với bao gói khì quyển biến đối cho các loại quả 14

Bảng 1.4 Điều kiện và độ chọn lọc cần thiết đối với bao gói khì quyển biến đối cho các loại rau 15

Bảng 1.5 Thành phần các chất có trong 100g thịt vải tươi 18

Bảng 1.6 Tính hính sản xuất và xuất khẩu vải của các nước trên thế giới 19

Bảng 1.7 Thực trạng sản xuất vải thiều huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang 27

Bảng 2.1 Thang điểm đánh giá chỉ số bệnh do vi sinh vật 36

Bảng 2.2 Đơn phối liệu cho quá trính chế tạo chất chủ 38

Bảng 2.3 Thông số công nghệ quá trính trộn cắt hạt nhựa 38

Bảng 2.4 Đơn phối liệu của quá trính thổi màng 39

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của các thông số kĩ thuật đến chiều dày mang 46

Bảng 3.2 Tình chất cơ lì của màng MAP 47

Bảng 3.3 Dữ liệu phân tìch nhiệt trọng lượng của các loại màng MAP 49

Bảng 3.4 Dữ liệu vi sai quét của các loại màng MAP 51

Bảng 3.5 Độ thấm hơi nước của màng MAP ở các nhiệt độ khác nhau 56

Bảng 3.6 Tỉ lê hư hỏng của quả vải trong quá trính bảo quản (%) 57

Bảng 3.7 Đánh giá cảm quan trạng thái màu sắc, độ cứng vỏ quả và hương vị thịt quả của quả vải 60

Bảng 3.8 Độ cứng quả vải trong quá trính bảo quản (kg/cm2) 62

Bảng 3.9 Sự biến đổi hàm lượng chất rắn hòa tan của quả vải trong quá trính bảo quản (oBrix) 64

Bảng 3.10 Sự thay đổi hàm lượng axit của quả vải trong quá trính bảo quản

64

Bảng 3.11 Tỉ lệ hư hỏng (%) của quả vải 65

Bảng 3.12 Chỉ số màu sắc của vỏ quả (∆E) 66

Bảng 3.13 Chỉ số bệnh do vi sinh vật gay ra 68

Bảng 3.14 Độ lún quả (mm) 70

Bảng 3.15 Chỉ số màu sắc của vỏ quả (∆E) 71

Bảng 3.16 Hoạt độ PPO (U/mg Protein) 72

Bảng 3.17 Độ lún quả (mm) 73

Bảng 3.18 Chỉ số màu sắc của vỏ quả (∆E) 73

Bảng 3.19 Hoạt độ PPO (U/mg Protein) 74

Bảng 3.20 Độ lún quả (mm) 75

Bảng 3.21 Chỉ số màu sắc của vỏ quả (∆E) 76

Bảng 3.22 Hoạt độ PPO (U/mg Protein) 76

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hính 1.1 Sơ đồ nguyên lì máy đùn 10

Hính 1.2 Sản lượng vải của các nước trên thế giới 18

Hính 2.1 Sơ đồ quá trính chế tạo chất chủ 37

Hính 2.2 Sơ đồ nguyên lì hệ thống đùn thổi màng 39

Hính 2.3 Sơ đồ thì nghiệm xác định độ thấm hơi nước qua màng 40

Hính 3.1 Giản đồ TGA của các loại màng MAP 49

Hính 3.2 Giản đồ DSC của các loại màng MAP 51

Hính 3.3 Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia zeolit hàm lượng 3% (3a, 3b); 5% (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) 53

Hính 3.4 Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia silica hàm lượng 5% 53

Hính 3.5 Ảnh chụp kình hiển vi quang học của màng LDPE không chứa phụ gia 54

Hính 3.6 Ảnh chụp kình hiển vi quang học của màng với phụ gia zeolit hàm lượng 3% (3a, 3b); 5% (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) 55

Hính 3.7 Ảnh chụp kình hiển vi quang học của màng với phụ gia silica hàm lượng 5% 57

Hính 3.8 Nồng độ CO2 bên trong bao gói 62

Hính 3.9 Nồng độ O2 bên trong bao gói 63

Hính 3.10 Quả vải trước và sau thời gian bảo quản 69

Hính 3.11 Màu vỏ quả sau thời gian bảo quản 78

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AA: Acetaldehit

BOPP: Biaxial Oriented Polypropylene

CA: Controlled Atmosphere

CMC: cacboxymetyl xenlulozơ

EDTA: etylendiamintetraacetic

HPMC: hydroxypropyl metyl xenlulozơ

HDPE: Hight - density polyetyhylene

LDPE: Low – density polyetyhylene

LLDPE: Linear Low - density polyetyhylene

MA: Modified Atmosphere

MAP: Modified Atmosphere Packing

MDPE: Medium- density polyetyhylene

PPO: Polyphenol oxidase

PVAc: polyvinyl acetat

TTS: Tổng hàm lượng chất khô hòa tan tổng số

VLDPE: Very Low - density polyetyhylene

UHMWPE: Ultra – High Molecular Weight Polyetyhylene

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ này được hoàn thành tại Phòng Vật liệu Polyme – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn đến:

TS Phạm Thị Thu Hà đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo các điều kiện thí nghiệm thuận lợi giúp cho tôi hoàn thành luận văn này

TS Nguyễn Thanh Tùng đã hướng dẫn tôi thực hiện các thí nghiệm của luận văn

Tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô và các bạn trong Phòng Vật liệu Polyme – Viện Hóa học đã trao đổi kinh nghiệm và giúp

đỡ tôi trong quá trình thực hiện Luận văn này

Hà Nội, tháng 09 năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Trang

MỞ ĐẦU

Nước ta nằm trong vùng khì hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm mưa nhiều, đây là điều kiện thuận lợi để phát triển ngành nông nghiệp với số lượng nông sản đa dạng, phong phú và xuất hiện quanh năm Nông sản là một mặt hàng thiết yếu phục vụ cho cuộc sống Cùng với sự phát triển của xã hội, yêu cầu đối với các mặt hàng nông sản không chỉ tăng về số lượng mà còn tăng cả về chất lượng Tuy nhiên, quá trính sản xuất, thu hoạch và buôn bán hàng nông sản lại mang tình thời vụ Vào thời điểm chình vụ, hàng nông sản dồi dào, phong phú về chủng loại, chất lượng tốt và giá rẻ Ngược lại, những lúc trái

vụ thí hàng nông sản lại khan hiếm, chất lượng không đồng đều và giá thành thường rất cao Nguyên nhân chủ yếu là do tính trạng hư hỏng của rau quả sau khi thu hoạch, Việc thu hái, sơ chế bảo quản vẫn tiến hành thủ công là chình, công nghệ bảo quản và phương tiện vận chuyển còn thiếu, lạc hậu dẫn đến chất lượng sản phẩm thấp, giá thành cao Công nghệ bảo quản sau thu hoạch đối với các loại rau quả tươi còn hạn chế, không đáp ứng nhu cầu vận chuyển rau quả đi xa Theo thống kê thí hiện nay tỉ lệ hư hỏng sau thu hoạch ở Việt Nam còn rất cao, chiếm tới hơn 20% tổng sản lượng Đó là một tổn thất rất đáng kể với người nông dân Bên cạnh đó, việc bảo quản tốt sau thu hoạch sẽ làm cải thiện chất lượng rau quả, đáp ứng được yêu cầu của các nước nhập khẩu cũng như đối với người tiêu dùng, nhất là trong thời kí kinh tế hội nhập như hiện nay Ví thế vấn đề đặt ra là cần có công nghệ bảo quản rau quả có hiệu quả và phù hợp với điều kiện trong nước

Trong những năm gần đây, đã có nhiều công trính nghiên cứu về bảo quản rau quả được tiến hành Một số qui trính bảo quản sơ bộ đã được công

bố, tuy nhiên việc áp dụng trong thực tế chưa được rộng rãi Các phương pháp bảo quản truyền thống tuy có hiệu quả nhưng chỉ hạn chế ở quy mô nhỏ, mặt khác lại bộc lộ một số nhược điểm khó có thể khắc phục khi triển khai ở quy

mô lớn Ví vậy cần tiếp tục nghiên cứu để tím ra được phương pháp bảo quản phù hợp cho từng loại rau quả

Các nghiên cứu trong nước hiện nay cũng đang theo xu hướng trên thế giới, đó là sử dụng khì quyển biến đổi để bảo quản rau quả, nổi bật là 2 phương pháp: bao gói khì quyển biến đổi trong màng chất dẻo và tạo lớp phủ trên bề mặt rau quả Đây là một công nghệ đơn giản cho hiệu quả cao và là một hướng đi triển vọng Nếu chúng ta chủ động được công nghệ sản xuất loại màng này thí sẽ rất thuận lợi trong việc triển khai ứng dụng thực tế Với mong muốn góp phần giải quyết những vấn đề thực tế đặt ra, trong luận văn này chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo màng bao gói khì quyển biến đổi (MAP) ứng dụng để bảo quản vải thiều Lục Ngạn”

*Nhiệm vụ của luận văn đặt ra:

- Nghiên cứu công nghệ chế tạo màng bao gói khì quyển biến đổi MAP

- Nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản vải thiều Lục Ngạn

- Nghiên cứu các biện pháp tiền xử lì để nâng cao chất lượng bảo quản vải thiều Lục Ngạn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu các phương pháp bảo quản rau quả tươi

1.1.1 Nguyên nhân gây tổn thất rau quả sau thu hoạch

Hầu hết quá trính suy giảm khối lượng và chất lượng của hoa quả tươi đều diễn ra trong giai đoạn từ khi thu hoạch đến khi tiêu thụ Ước tình tỷ lệ tổn thất hoa quả sau thu hoạch do hư hỏng có thể lên tới 20-80% [23] Nguyên nhân là do hoa quả sau khi thu hoạch vẫn là những tế bào sống và vẫn tiếp tục các hoạt động hô hấp và trao đổi chất thông qua một số quá trính biến đổi Chình những biến đổi này làm cho hoa quả nhanh chìn, nhanh già, nhũn…dẫn tới hỏng nếu không áp dụng biện pháp đặc biệt để làm chậm các quá trính này [12] Rau quả sau thu hoạch thường trải qua một số biến đổi như: biến đổi sinh hoá, biến đổi vật lý và biến đổi hoá học Hiểu rõ đặc tình

hô hấp của quả tươi cũng như cơ chế của những biến đổi trên có thể kéo dài thời hạn bảo quản của chúng [14]

1.1.2.Các phương pháp bảo quản rau quả tươi phổ biến hiện nay [30]

1.1.2.1 Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao

Phương pháp phổ biến nhất để duy trí chất lượng và kiểm soát sự hư hỏng của hoa quả là làm lạnh nhanh với độ ẩm tương đối (RH) cao Tuy nhiên, phương pháp này lại gây nên sự hư hỏng lạnh ở hoa quả và việc kiểm soát nhiệt độ một cách hiệu quả là rất khó nên một số phương pháp bảo quản khác vẫn đang được nghiên cứu

1.1.2.2 Bảo quản bằng hoá chất

Sử dụng một số loại hoá chất ở những liều lượng khác nhau để kéo dài thời gian bảo quản của hoa quả chủ yếu dựa vào khả năng tiêu diệt vi sinh vật của những hoá chất này Hoá chất được sử dụng để bảo quản hoa quả tươi cần đáp ứng một số yêu cầu như: diệt được vi sinh vật ở liều lượng thấp dưới mức nguy hiểm cho người, không tác dụng với các thành phần trong quả để dẫn tới

biến đổi màu sắc, mùi vị làm giảm chất lượng hoa quả, không tác dụng với vật liệu làm bao bí hoặc dụng cụ, thiết bị công nghệ, dễ tách khỏi sản phẩm khi cần sử dụng Tuy nhiên, ìt có loại hoá chất nào có thể thoả mãn tất cả các yêu cầu trên, cho nên khi sử dụng phải chọn lựa cho phù hợp nhằm đảm bảo đồng thời chất lượng bảo quản và an toàn thực phẩm Phương pháp bảo quản bằng hoá chất cũng bộc lộ một số nhược điểm như: hoá chất có thể làm biến đổi phần nào chất lượng của hoa quả, tạo mùi vị không tốt, gây hại cho sức khoẻ con người, có thể gây ngộ độc tức khắc hoặc lâu dài Ví vậy cần thận trọng khi sử dụng hoá chất để bảo quản hoa quả

1.1.2.3.Bảo quản trong môi trường khí quyển điều khiển CA (Controlled Atmosphere)

Là phương pháp bảo quản hoa quả tươi trong môi trường khì quyển mà thành phần các khì như O2, CO2 được điều chỉnh hoặc được kiểm soát khác với điều kiện bính thường Khì CO2 và O2 có tác dụng trực tiếp lên quá trính sinh lý, sinh hoá của hoa quả, từ đó ảnh hưởng tới thời hạn bảo quản của chúng Bảo quản trong điều kiện hạ thấp nồng độ O2, tăng hàm lượng CO2 có thể làm giảm quá trính hô hấp, chậm sự già hoá, nhờ đó kéo dài thời hạn bảo quản Phương pháp này có ưu điểm là cho hiệu quả tốt, thời hạn bảo quản dài, chất lượng hoa quả hầu như không đổi trong quá trính bảo quản Tuy nhiên, một nhược điểm của phương pháp này là khá phức tạp, phải chú ý đặc biệt trong đầu tư xây dựng cũng như vận hành kho bảo quản

1.1.2.4 Bảo quản trong môi trường khí quyển biến đổi MA (Modified Atmosphere)

Là phương pháp bảo quản mà hoa quả được đựng trong túi màng mỏng

có tình thẩm thấu chọn lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao gói Thậm chì hoa quả còn được đựng trong container lớn được lót bằng vật liệu tổng hợp có tình thẩm thấu chọn lọc đối với các loại khì

1.1.2.5 Bảo quản hoa quả bằng lớp phủ ăn được

Trong số các phương pháp bảo quản rau quả đang được nghiên cứu và sử dụng hiện nay, lớp phủ ăn được rất được chú ý Lớp phủ ăn được là một lớp vật liệu mỏng được áp dụng trên bề mặt sản phẩm hoặc để thay thế lớp sáp bảo vệ tự nhiên và cung cấp một lớp chắn ẩm, oxy và sự di chuyển chất tan cho thực phẩm Các lớp phủ này được áp dụng trực tiếp trên bề mặt hoa quả bằng cách nhúng, phun hay quét để tạo ra một khì quyển biến đổi (MA) Lớp màng bán thấm tạo thành trên bề mặt hoa quả sẽ giảm bớt quá trính hô hấp và kiểm soát sự mất độ ẩm cũng như cung cấp các chức năng khác [12] Lớp phủ

ăn được từ lâu đã được sử dụng để duy trí chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng của một số loại quả tươi như các loại quả có múi (cam, chanh, quìt), táo, dưa chuột…Lớp phủ ăn được có một số ưu điểm như: cải thiện khả năng duy trí các thành phần chất màu, đường, axit và hương thơm, giảm hao hụt khối lượng, duy trí chất lượng trong quá trính vận chuyển và bảo quản, giảm rối loạn khi bảo quản, cải thiện sức hấp dẫn với người tiêu dùng, kéo dài thời hạn

sử dụng [28] Tuy nhiên, các lớp phủ này cũng bộc lộ một số nhược điểm Lớp phủ dày có thể hạn chế sự trao đổi khì hô hấp làm cho sản phẩm tìch lũy etanol với hàm lượng cao và gây ra mùi khó chịu Tình chất chắn hơi nước kém của lớp phủ có thể dẫn tới hao hụt khối lượng và mất độ ẩm của sản phẩm, nhưng nó có thể ngăn chặn sự ngưng tụ hơi nước, là nguồn gây hư hỏng do vi khuẩn đối với quả được bao gói Những nhược điểm này có thể khắc phục nhờ lựa chọn loại và chiều dày lớp phủ phù hợp và tránh xử lý những loại quả còn non không có mùi thơm hay bảo quản quả đã phủ màng ở nhiệt độ cao [41]

Polyme sinh học như protein, polysaccarit, lipit và nhựa là các vật liệu tạo màng thường được sử dụng Đặc tình lý hoá của polyme sinh học có ảnh hưởng lớn tới chức năng của lớp phủ nhận được Việc lựa chọn vật liệu bao

màng thường dựa trên độ tan trong nước, bản chất ưa nước- kị nước, tình dễ tạo màng và các tình chất cảm quan của chúng [12]

Bảng 1.1 Ví dụ về áp dụng các lớp phủ ăn được cho quả

Xoài sáp, shellac, dẫn xuất xenlulozơ, PVAc [34], [42]

1.1.2.6 Bảo quản bằng bao gói khí quyển biến đổi (MAP)

Bao gói khì quyển biến đổi (MAP) được định nghĩa là bao bọc sản phẩm thực phẩm trong các vật liệu chắn khì, trong đó môi trường khì được thay đổi

để ức chế tác nhân gây hư hỏng, nhờ đó có thể duy trí chất lượng cao hơn của các thực phẩm dễ hỏng trong quá trính sống tự nhiên hay kéo dài thời hạn sử dụng Có hai dạng bao gói là bao gói chân không và bao gói trao đổi khì Bao gói chân không liên quan đến việc đặt sản phẩm trong một màng có

độ thấm oxy thấp, loại bỏ không khì khỏi bao gói và gắn kìn lại Hai tác nhân gây hư hỏng chủ yếu là vi khuẩn hiếu khì và các phản ứng oxy hóa đều cần tới oxy Bởi vậy, vô hiệu hóa chúng sẽ ức chế được sự hư hỏng và làm tăng tối đa chất lượng và thời hạn bảo quản Tuy nhiên, một số quá trính hư hỏng

sẽ xảy ra do các sinh vật yếm khì và các phản ứng không oxy hóa Quá trính này thường được giảm thiểu nhờ bảo quản lạnh Việc nén sản phẩm là không thể tránh khỏi và khiến cho bao gói chân không không thìch hợp đối với nhiều loại sản phẩm

Bao gói trao đổi khì liên quan đến việc loại bỏ không khì khỏi bao gói và thay thế bằng một khì hoặc hỗn hợp khì riêng Công nghệ này được thiết kế

một cách đặc biệt nhằm khắc phục một số vấn đề gặp phải (thực tế là gây ra do) ở bao gói chân không, gọi là ức chế khoảng rộng hơn các tác nhân gây hư hỏng vi sinh vật và tránh hư hỏng do nén Như với bao gói chân không sản phẩm thường được bảo quản lạnh để làm tăng tối đa hiệu ứng ức chế Ba loại khì thường được sử dụng là oxy, nitơ và cacbonic, mỗi loại đều có chức năng riêng [19] Hiện nay, các thực phẩm bao gói khì quyển biến đổi bao gồm rất nhiều loại từ thịt sống và nấu chìn, gia cầm, cá, rau quả, mí tươi, sản phẩm bơ sữa, bánh, khoai tây chiên, chè, cà phê…[36]

Việc sử dụng màng bao gói khì quyển biến đổi (MAP) bằng chất dẻo cho quả tươi liên quan đến việc lựa chọn cẩn thận màng và kiểu bao gói đối với từng sản phẩm và kìch thước bao gói cụ thể Bao gói hiệu quả đòi hỏi phải xem xét nồng độ khì tối ưu, tốc độ hô hấp của hoa quả, khuếch tán khì qua màng cũng như nhiệt độ bảo quản tối ưu để đạt được lợi ìch lớn nhất đối với sản phẩm và người tiêu dùng Ngoài ra, để lựa chọn một loại màng phù hợp, cần phải tình đến khả năng bảo vệ có được cũng như độ bền, khả năng hàn gắn, độ trong, tình dễ gia công, khả năng in nhãn và gradient khì được tạo thành bởi màng kìn [22]

Bao gói khì quyển biến đổi có ảnh hưởng đến đặc tình sinh lý của rau quả Các thông số chất lượng như khả năng lưu giữ chất màu, glutathion, axit ascorbic, đường, ancol đường, amino axit cũng bị ảnh huởng trong quá trính bảo quản bằng MAP Trong quá trính bảo quản khì quyển biến đổi, nồng độ

O2, CO2 và C2H4 trong tế bào thực vật quyết định ứng đáp sinh lý và sinh hóa của tế bào đó Lợi ìch của MAP đối với một loại rau quả nhất định có thể dự đoán từ thông tin về nguyên nhân cơ bản gây hư hỏng và những tác động đã biết về những nguyên nhân này như hô hấp, thay đổi về thành phần, thoát hơi nước, rối loạn sinh lý, hư hỏng do bệnh lý Giảm tốc độ hô hấp đi kèm với

giảm etylen khiến cho khả năng lưu giữ chất màu (diệp lục, lycopen…), cấu trúc (ìt bị mềm hóa và lignin hóa), tình chất cảm quan của hoa quả tốt hơn

1.2 Vật liệu và công nghệ chế tạo màng MAP

1.2.1 Công nghệ chế tạo màng

Màng bao gói khì quyển biến đổi thường được sản xuất theo phương pháp đùn thổi sử dụng các loại nhựa plastic Quá trính công nghệ đùn như sau: Trục vìt quay ở trong xi lanh trụ tròn được nung nóng, cố định và trong khe rãnh giữa trục vìt và xilanh, khối chất dẻo đã được định hướng sẽ được làm nóng chảy, làm nhuyễn, được trục vìt vận chuyển lên phìa trước và qua khe hở định hính của đầu đùn, nó được đẩy ra ngoài thành sản phẩm [1]

Ngoài máy đùn một trục vìt người ta còn sử dụng cả máy đùn nhiều trục vìt Trong số các máy đùn nhiều trục vìt thí máy đùn hai trục vìt có ý nghĩa đặc biệt cho việc gia công các chất dẻo dạng bột, đặc biệt là đối với

PVC Về nguyên lý, tất các các chất dẻo nhiệt dẻo đều có thể gia công đùn

được, song đối với khối chất dẻo nóng chảy cần phải có độ cứng nhất định Các chất dẻo có độ rắn nóng chảy nhỏ do cấu trúc hoá học của chúng chỉ có thể áp dụng gia công đùn khi có sự tạo thành độ trùng hợp cực lớn hoặc sự phụ trợ của chất độn phù hợp Gia công đùn được sử dụng để gia công với sản

lượng lớn chủ yếu các chất dẻo như PVC cứng, PVC mềm, PE và PP

thêm các bộ phận làm lạnh, phục vụ cho sản xuất điều chỉnh nhiệt độ được linh hoạt hơn Khoang cấp liệu thí luôn được làm nguội để ngăn không cho chất dẻo bị chảy ở gần nó, tránh làm ảnh hưởng đến việc cấp liệu cho máy

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý máy đùn

Thiết bị dùng để thổi màng bao gồm máy đùn có lắp đầu thổi màng,

vành làm nguội, thiết bị trải phẳng màng, hệ trục kéo màng, thiết bị cuộn Đối

với công nghệ thổi màng người ta thường dùng đầu đùn vuông góc và sản phẩm được kéo lên theo phương thẳng đứng Với giải pháp như vậy các máy

và thiết bị nặng đều được đặt ở trên nền xưởng còn cặp trục kéo và thiết bị trải phẳng màng thí được lắp gá trên bộ khung phù hợp Ưu điểm của phương pháp này là trọng lượng của màng sẽ không tác dụng đến khối chất dẻo nóng chảy ra khỏi đầu đùn Từ đầu đùn thổi màng chất dẻo được đùn ra ở dạng ống mỏng, sau đó người ta thổi nó tới kìch thước mong muốn Không khì dùng để

thổi được dẫn vào bằng ống thông qua lỗ đầu đùn

Với mục đìch tăng cường độ làm nguội thí không khì bị nung ở bên trong túi màng cần được thay thế bằng không khì lạnh một cách liên tục Còn

từ phìa ngoài túi màng người ta sử dụng vành làm nguội để cung cấp không khì lạnh cho việc làm nguội Túi màng được làm nguội cần phải trải phẳng, nếu cần thiết phải chọc thủng sau đó cuộn màng lại Ở những màng mà trước khi sử dụng để gói còn cần phải in, hàn lại, thí có thể cho phép độ dao động

về chiều dày với giá trị rất nhỏ Nhằm điều hoà sự thay đổi bề dày của màng người ta quay đi quay lại hoặc cơ cấu kéo màng hoặc máy đùn trong góc khoảng 270 một cách từ từ Việc quay đi quay lại như thế là cần thiết ví nếu như trên màng mỏng được cuộn lại ở vị trì như nhau xuất hiện sự tăng độ dày màng nó sẽ gây ra nhăn nhúm trên cuộn vật liệu

Bằng công nghệ thổi màng người ta có thể sản xuất các loại màng có nhiều lớp, trong trường hợp này tất nhiên cần phải có nhiều máy đùn, tiếp theo là cần phải có đầu thổi màng mà từ đó các dòng chất nóng chảy khác nhau được chồng lên nhau thành các lớp [1]

1.2.2 Vật liệu để chế tạo màng MAP

Nhiều màng plastic đã được dùng để làm màng bao gói, nhưng rất ìt màng có độ thấm khì phù hợp cho MAP Việc sử dụng màng bao gói khì quyển biến đổi bằng chất dẻo cho quả tươi liên quan đến việc lựa chọn cẩn thận màng và kiểu bao gói đối với từng sản phẩm và kìch thước bao gói cụ thể Bao gói hiệu quả đòi hỏi phải xem xét nồng độ khì tối ưu, tốc độ hô hấp của hoa quả, khuếch tán khì qua màng cũng như nhiệt độ bảo quản tối ưu để đạt được lợi ìch lớn nhất đối với sản phẩm và người tiêu dùng Ngoài ra, để lựa chọn một loại màng phù hợp, cần phải tình đến khả năng bảo vệ có được cũng như độ bền, khả năng hàn gắn, độ trong, tình dễ gia công, khả năng in

nhãn và gradient khì được tạo thành bởi màng kìn [20]

Mặc dù nhiều loại màng chất dẻo có khả năng sử dụng cho mục đìch bao gói nhưng rất ìt loại được sử dụng để bao gói các sản phẩm tươi, thậm chì còn ìt loại hơn nữa có tình chất thấm khì phù hợp với MAP Do hàm lượng oxy trong MAP thường giảm từ 21% ở điều kiện thường xuống còn 2-5% trong bao gói nên điều nguy hiểm là cacbonic sẽ tăng từ 0,03% ở điều kiện thường lên 16-19% trong bao gói Điều này là do có sự tương quan tỷ lệ 1:1 giữa oxy tiêu thụ và cacbonic giải phóng Hàm lượng cacbonic cao có thể gây

hại cho hầu hết các loại rau quả nên màng bao gói lý tưởng phải để cacbonic thoát ra nhanh hơn là oxy thấm vào Độ thấm cacbonic đôi khi phải cao hơn gấp 3-5 lần so với độ thấm oxy tùy thuộc khì quyển mong muốn Màng lý tưởng phải có các tình chất sau:

- Khả năng thay đổi tình chất thấm khì khi tăng nhiệt độ

- Kiểm soát được tốc độ thấm hơi nước để ngăn chặn sự tìch lũy hơi quá bão hòa và ngưng tụ

- Khả năng cảnh báo cho nguời tiêu dùng khi chất lượng sản phẩm bên trong không ở trạng thái tốt nhất

- Khả năng chịu nhiệt và ozon tốt

- Tình phù hợp thương mại và dễ gia công, ứng dụng

- Không phản ứng với sản phẩm và không gây độc hại

Bảng 1.2 Phân loại các loại nhựa PE

1.3 Ứng dụng màng MAP để bảo quản rau quả sau thu hoạch

Do những ưu điểm của MAP, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng MAP trong bảo quản rau quả và thực phẩm tươi sống David O‟Beirne [40] đã nghiên cứu kết hợp MAP với bảo quản lạnh ứng dụng cho bảo quản thịt bò, thịt gia cầm và một số loại rau quả tươi như táo, khoai tây, rau diếp Trên cơ sở nghiên cứu tình chất chắn khì của màng và những biến đổi bên trong bao gói như nồng độ khì quyển, tổng số vi sinh vật cùng những biến đổi

về chất lượng của thực phẩm, tác giả đã đưa ra được công thức phù hợp với các loại rau quả Bài báo cũng bước đầu nêu ý tưởng về việc sử dụng MAP để thay thế việc xông SO2 trong bảo quản thực phẩm

Patrick Varoquaux và cộng sự [16] đã nghiên cứu bảo quản giá đỗ bằng MAP Giá đỗ được bao gói trong màng OPP có độ thấm khì từ 950 đến 200.000ml O2 m-2ngày-1atm-1 và bảo quản ở 180C Kết quả cho thấy độ thẩm thấu khì tối ưu của màng là khoảng 50.000ml O2 m-2ngày-1atm-1 và dưới điều kiện này thí thời hạn bảo quản là khoảng 5 ngày ở 50C và 9 ngày ở 10C Do đặc trưng của giá đỗ là một cá thể còn đang phát triển nên có những biến động rất lớn về thành phần khì xung quanh cũng như sự phát triển của vi sinh vật MAP kết hợp với bảo quản lạnh đã kéo dài đáng kể thời hạn bảo quản của giá

đỗ so với thông thường

Michihiko Saito và cộng sự [17] đã nghiên cứu ảnh hưởng của MAP đến hàm lượng glutathion và axit ascorbic của măng tây Măng tây được bảo quản trong màng OPP và OPP vi đục lỗ và bảo quản ở 150C và RH 75% trong vòng

10 ngày Với khì quyển có thành phần oxi thấp, MAP đã làm giảm đáng kể tốc độ giảm của axit ascorbic trong măng tây Tuy vậy glutathion lại được duy trí tốt hơn trong bao gói MAP có nồng độ oxi cao hơn, tức là đục lỗ nhiều hơn Đồng thời MAP cũng làm giảm hao hụt khối lượng của măng tây do mất

ẩm

Bảng 1.3 Điều kiện MA và độ chọn lọc cần thiết đối với bao gói khí quyển

biến đổi cho các loại quả

sử dụng là màng LDPE kết hợp với các chất hấp thụ ẩm như Sanwet IM-1000

và xylitol (C5H12O5) Việc kết hợp này cho hiệu quả đáng kể trong việc kéo dài thời hạn bảo quản của việc quất

Revathy Baskaran và cộng sự [33] nghiên cứu ảnh hưởng của MAP và sáp đến chất lượng bảo quản của quả lê ở những nhiệt độ khác nhau Quả lê được bảo quản trong các túi LDPE có chiều dày 25μm ở nhiệt độ 2 và 80C và nhiệt độ phòng kết hợp với xử lý bằng sáp Kết quả cho thấy quả lê duy trí được chỉ số chất lượng khoảng 51% sau thời gian bảo quản từ 30-35 ngày ở nhiệt độ 80C và nhiệt độ phòng Chỉ số cảm quan của quả lê cũng được cải

thiện rõ rệt so với đối chứng

Bảng 1.4 Điều kiện MA và độ chọn lọc cần thiết đối với bao gói khí quyển

biến đổi cho các loại rau

Cũng dùng màng LDPE, Shashi Bhushan và cộng sự [34] đã nghiên cứu bảo quản quả kiwi kết hợp với tác nhân diệt khuẩn là axit ascorbic ở nhiệt độ phòng Các chỉ số chất lượng như độ Brix, độ chắc thịt quả, độ axit chuẩn độ được đều được nghiên cứu chi tiết Kết quả cho thấy quả đối chứng có tốc

độ thay đổi các chỉ số chất lượng nhanh hơn so với quả được xử lý và bảo quản Nhờ đó mà sau 8 tuần bảo quản chất lượng của quả kiwi được xử lý vẫn rất tốt và được sự chấp nhận của người tiêu dùng

Sử dụng màng ưa nước, C Barron và cộng sự [38] đã nghiên cứu bảo quản nấm bằng MAP Nấm được bảo quản trong màng vi đục lỗ ưa nước ở 10

và 200C trong điều kiện độ ẩm cao Các chỉ số chất lượng ghi được cho thấy tình chọn lọc cao của loại màng này, nhờ đó mà có thể bảo quản nấm trong thời gian tới 6 ngày mà chất lượng vẫn được đảm bảo Nhược điểm của loại màng này là tình chắn hơi nước kém do vậy mà hao hụt khối lượng lớn hơn các loại màng kị nước khác

Gần đây, G Oms-Oliu và cộng sự [6] đã nghiên cứu ảnh hưởng của siêu khì quyển và khì quyển biến đổi thấp oxi đến việc kéo dài thời gian bảo quản của dưa cắt Nghiên cứu chỉ ra rằng với dưa cắt lát môi trường thấp oxi là tốt nhất để tránh hiện tượng lên men và kéo dài thời gian bảo quản Nếu lượng oxi quá thấp sẽ dẫn đến hô hấp yếm khì, gây hiện tượng lên men làm hư hỏng sản phẩm

Có nhiều nghiên cứu ứng dụng bảo quản quả có múi, trong đó có MAP Ron Porat và cộng sự [10] đã nghiên cứu làm giảm những hư hỏng ở vỏ quả

có múi bằng MAP Sử dụng màng PE và màng lót hộp để tạo MAP đã làm giảm tới 75% những hư hỏng ở vỏ như nứt vỏ, hư hỏng ở cuống (không phải hư hỏng do lạnh) so với đối chứng

MAP cũng được nghiên cứu nhiều trong bảo quản vải Edna Pesis và cộng sự [21] nghiên cứu sự phát sinh của axetandehyt và etanol trong quá

trính chìn của quả vải khi bảo quản bằng MAP Kết quả cho thấy không chỉ màng MAP mà cả thời điểm thu hái cũng ảnh hưởng đến sự phát sinh axetandehyt và etanol của quả vải Các tác giả đề xuất là để bảo quản vải bằng MAP thí phải thu hái sớm nếu không sẽ dễ phát sinh các hợp chất mùi ancol trong vải

Dharini Sivakumar và cộng sự [38] đã nghiên cứu ảnh hưởng của MAP

và xử lý sau thu hoạch đến chất lượng quả vải Mauritius Nghiên cứu này sử dụng một số màng BOPP để bảo quản vải đã được xử lì bằng EDTA nhằm thay thế cho phương pháp xông SO2, nhiệt độ bảo quản là 140C Kết quả cho thấy MAP đã hạn chế hư hỏng của quả vải như qui trính xông SO2 mà lại không tạo ra những sản phẩm có hại đối với người tiêu dùng

1.4.Tình hình nghiên cứu bảo quản quả vải trong và ngoài nước

1.4.1 Ngoài nước

Vải là loại cây ăn quả thân gỗ có nguồn gốc từ miền Nam Trung Quốc, vải được trồng ở nhiều nước thuộc vùng nhiệt đới cũng như á nhiệt đới Hiện nay trên thế giới có trên 20 nước trồng vải, theo số liệu thống kê, năm 2014 tổng sản lượng vải của thế giới đạt 2,6 triệu tấn tập trung chủ yếu ở khu vực châu Á Thái Bính Dương (chiếm 95% tổng sản lượng vải) Các nước có diện tìch và sản lượng vải chủ yếu gồm: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Việt Nam, Australia Ngoài ra vải còn được trồng nhiều ở Nam Phi, Brazin, New Zealand Trong đó Trung Quốc là nước có sản lượng vải lớn nhất, chiếm khoảng 57% sản lượng vải của toàn thế giới [5] Ấn Độ là nước đứng thứ hai

về sản lượng vải, chiếm khoảng 24% sản lượng vải thế giới Việt Nam là nước đứng thứ ba về sản lượng vải, chiếm khoảng 6% tổng sản lượng vải của thế giới

Hình 1.2 Sản lượng vải của các nước trên thế giới

Vải là loại quả có giá trị dinh dưỡng cao Quả vải khi ăn có vị ngọt, hương thơm đặc trưng và chứa một số thành phần chất khoáng như Ca và P

và các loại vitamin [9] Thành phần các chất có trong quả vải (100 gam thịt vải tươi) đã được phân tìch và được thể hiện ở bảng 1.5

Bảng 1.5 Thành phần các chất có trong 100 gam thịt vải tươi

vỏ quả, vỏ cây, rễ có chứa nhiều tannin dùng làm nguyên liệu cho nông nghiệp Hạt vải chứa nhiều tinh bột (37%) có thể dùng để lên men rượu, làm giấm ăn…Chình ví thế, hiện nay vải đang là loại quả được ưa thìch ở

thị trường thế giới, đặc biệt là thị trường Châu Âu Các nước nhập khẩu vải nhiều nhất là: Pháp, Đức, Anh, Hà Lan mỗi năm nhập khẩu khoảng 15.000 tấn Các nước Châu Á như: Trung Quốc, Philipin, Nhật và Singapore nhập khẩu vải hàng năm ước tình 10.000 tấn [2]

Tuy nhiên quả vải lại chỉ được tiêu dùng ở thị trường nội địa, chỉ một phần nhỏ được xuất khẩu (5 – 10%) do vải là loại quả khó bảo quản, dễ thối hỏng và vỏ nhanh nâu hóa

Bảng 1.6 Tình hình sản xuất và xuất khẩu vải của các nước trên thế giới

Nước Diện tích trồng (ha) Sản lượng (tấn) Xuất (tấn) khẩu

Ấn Độ, màu đỏ của quả vải là tổng hợp từ các chất anthocyanin glucoside, cyanidin-3-galactoside, pelargonidin-3, 5-diglucoside) Các chuyên gia Ấn Độ cho rằng, để kiểm soát được vấn đề nâu hoá của vỏ quả vải trong quá trính bảo quản cần phải có các kiến thức cơ bản và sự hiểu biết cần thiết

(cyanindin-3-về các phản ứng phân hĩa xảy ra trong quả vải ở mức độ phân tử Các enzym như β-galactosidase và polygalacturonase đều cĩ thể hồ tan và làm phân rã thành tế bào và bắt đầu các biến đổi về trạng thái Để kiểm sốt hoạt tình của các enzym này cần thiết phải nghiên cứu các phản ứng enzym liên quan Vải

cĩ hàm lượng tanin trong vỏ cao, do đĩ khi bảo quản ở độ ẩm thấp, cĩ đủ

ơ-xy, dưới tác dụng của enzym polyphenol oxidase (PPO) các chất màu anthocyanin bị phân hủy tạo ra các “sản phẩm phụ” cĩ màu nâu làm cho vỏ quả bị nâu hố (Browning) rất nhanh và giảm giá trị thương phẩm của vải Đây là vấn đề tồn tại lớn nhất trong bảo quản vải, cho đến nay chưa cĩ biện pháp giải quyết triệt để [2]

Các yếu tố khác như vitamin C và etylen cũng đĩng vai trị quan trọng trong việc ổn định các chất màu anthocyanin Ngồi ra cịn cĩ một số yếu tố phi enzym khác như hoạt động hơ hấp của các vi sinh vật cũng cĩ ảnh hưởng đến quá trính nâu hố của quả vải

Underhill [45] đã đưa ra một số giải thìch bổ sung về hiện tượng nâu hố của quả vải Theo đĩ, hiện tượng nâu hố của quả vải cĩ thể cịn được gây

ra bởi sự oxy hố các hợp chất phenol hơn là các chất anthocyanins Rất nhiều các nhà khoa học đã nghiên cứu để khắc phục hiện tượng này

Marie-Noëlle và cộng sự [29] đã tiến hành xử lý sau thu hoạch sử dụng axit citric và chitosan trên hai giống vải cĩ nguồn gốc khác nhau Màu đỏ của

vỏ quả được đo trong suốt thời gian bảo quản Các anthocyanin chình cĩ mặt trong cả hai giống trên là cyanidin-3-rutinoside và cyanidin-3-glucoside Mặc

dù nồng độ của cyanidin-3-rutinoside trong giống cây ở Kwai cĩ thể thấp hơn 64% ở giống Wai, thành phần này chiếm hơn 90% tổng lượng anthocyanins

cĩ trong cả hai giống Hoạt động của PPO trong giống Kwai cao gấp 6 lần trong giống Wai và hoạt động của POD cao gấp 30 lần Hoạt tình của POD cao hơn của PPO trong cả hai giống Hai giống, khác nhau về thành phần

anthocyanin và enzym oxi hóa cho phản ứng khác nhau khi xử lý với axit và chitosan Kết quả cho thấy màu đỏ của quả vải Kwai được duy trí tốt hơn giống Wai trong suốt thời gian bảo quản Kỹ thuật này trong tương lai có thể thay thế cho phương pháp xử lý bằng lưu huỳnh để xử lý quả vải và vận chuyển bằng đường biển

Hàm lượng của các chất chuyển hóa, acetaldehyt (AA) và etanol từ quả vải được theo dõi trong quá trính trưởng thành và bảo quản bởi Edna Pesis

và cộng sự [21] Nước ép từ thịt quả ở các giai đoạn khác nhau (vỏ xanh, chìn vàng, hồng và đỏ) trong suốt mùa, chứa một lượng ngày càng tăng của AA và etanol Song song với phân tìch nước quả khi thu hoạch, những quả có vỏ đỏ được bao bằng màng nhiều lớp (màng bao gói khì quyển biến đổi (MAP)) Quả trong MAP được thu hoạch muộn cho nhiều AA và etanol hơn quả được thu hoạch sớm Gia tăng hàm lượng AA và etanol đã được quan sát thấy ở quả thu hoạch muộn trong suốt thời gian bảo quản lạnh cũng như trong MAP, và những quả này nhanh hỏng khi bảo quản lạnh Như vậy những quả vải trưởng thành xấu đi khi còn trên cây trong mùa thu hoạch Điều này có thể do quá trính lên men bắt đầu trên cây và gây ra sự suy giảm trong quá trính bảo quản MAP

Xiaolin Zheng và các cộng sự [47] đã xử lý quả vải bằng dung dịch axit oxalic 2mM và 4mM và bảo quản ở nhiệt độ phòng để nghiên cứu tác động của axit oxalic đến sự hóa nâu ở vỏ quả Kết quả cho thấy các chỉ số nâu hóa của vỏ quả được xử lý với cả hai nồng độ axit oxalic, thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng, do tăng tình đồng nhất của màng tế bào, ức chế sự phân hóa anthocyanin, giảm quá trính oxi hóa và duy trí mức độ hoạt động thấp của peroxidase trong quá trính bảo quản quả Như vậy axit oxalic cho hiệu quả trong kiểm soát sự nâu hóa của vỏ quả vải trong quá trính bảo quản sau thu hoạch

Quả vải được bảo quản ở -180C không có tác động rõ ràng đến thịt quả nhưng vỏ quả đậm và nâu dần khi được đông lạnh hoặc rã đông Một loạt thì nghiệm đã được tiến hành bởi Yueming Jiang và các cộng sự [49] để kiểm tra tác động của axit HCl đến sự nâu hóa ở vỏ quả thay cho xử lý bằng lưu huỳnh Quả vải được ngâm trong dung dịch HCl 0,5%, 1%, và 2% trong 2 –

10 phút Cảm quan trái cây và sự nứt vỏ đã được đánh giá sau 1 ngày bảo quản trong diều kiện môi trường xung quanh là 250C và độ ẩm tương đối là 80 – 90% Để kiểm soát màu nâu của vỏ quả, xử lý với HCl 1% trong 6 phút cho màu đỏ tốt nhất và thiệt hại ìt nhất Xử lý bằng HCl 1% đã ức chế rõ rệt hoạt động của polyphenol oxidase và duy trí hàm lượng của anthocyanin trong mô

vỏ luôn ở mức cao Quả được xử lý với HCl 1% và bảo quản ở -180C trong 12 tháng khi để ra môi trường xung quanh vẫn duy trí chất lượng và màu đỏ đồng nhất sau 12 h Sử dụng HCl 1% có thể được xem xét để ứng dụng thương mại trong việc mở rộng thời gian sử dụng và duy trí chất lượng quả vải đông lạnh trong suốt thời gian bảo quản cũng như bày bán

Việc sử dụng kết hợp các axit hữu cơ và chitosan có thể ổn định màu sắc của quả vải sau thu hoạch đã được nghiên cứu bởi Yanis Caro và các cộng

sự [48] Trong khi những tác động đồng nhất đã thu được khi xử lý với chitosan ở pH 0,8, thí tác động khi xử lý ở pH 1 hoặc 1,3 ìt đồng nhất và có thể dự đoán được Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào các điều kiện của lớp phủ sử dụng Mức độ nâu hóa có thể được ước tình từ chỉ số ngâm axit (All), được định nghĩa là tỉ lệ giữa lượng axit có thể chuẩn độ và sự hao hụt khối lượng sau thu hoạch (%)

Neha Panday và các cộng sự [31] đã nghiên cứu các phương pháp nhằm kéo dài thời gian bảo quản của vải với các cách xử lý khác nhau: dung dịch NaCl 1%, dung dịch wax 2% và sử dụng bức xạ gamma Các mẫu được chiếu xạ và phủ NaCl 1% cho kết quả tốt nhất: kéo dài thời gian sử dụng lên

đến 24 ngày ở 40C Các thông số hóa sinh khác đã được kiểm tra và đánh giá cảm quan đã được tiến hành TTS, vitamin C, hàm lượng đường tổng và đường khử được tím thấy trong khoảng 14,17 – 15,42oBx, 35,67 – 57,88 mg/100mg, 12,44 – 14,06% và 9,41 – 11,91% Đánh giá cảm quan với các thông số khác nhau trong khoảng 5,92 đến 7,72 (xấu – tốt) ở ngày thứ 24 bảo quản Liều chiếu xạ 1kGy làm tăng thời gian bảo quản mà không làm suy giảm bất kỳ một thuộc tình chất lượng nào

Bao gói khì quyển biến đổi với độ thấm chọn lọc đã được phát triển bởi S Mangaraj và các cộng sự [39]để kéo dài thời gian bảo quản của vải Trên cơ sở các điều tra sơ bộ, các thành phần khì tối ưu trong bao gói khì quyển biến đổi là 5% O2, 5% CO2 trong N2 Các bao gói khì quyển biến đổi là các màng của polipropylen định hướng hai trục (BOPP) và polivinyl clorua (PVC) để đáp ứng nhu cầu truyền khì của trái cây Hệ thống MAP làm tăng tuổi thọ của quả 100 – 150% so với trái cây không được bao gói ở các nhiệt độ bảo quản khác nhau với chất lượng giống với quả tươi Quả được bảo quản bằng MAP duy trí chất lượng lên đến 17, 13 và 9 ngày ở các nhiệt độ tương ứng 10, 15 và 200C MAP của những quả được xử lý với EDTA làm giảm sự hao hụt khối lượng, chống sự nâu hóa, duy trí màu sắc tốt, và hương vị ngọt ngào trong suốt thời gian bảo quản

Nhiệt độ môi trường cao trong suốt thời gian thu hoạch vải là nguyên nhân gây tìch tụ nhiệt ở quả vải dẫn đến tăng quá trính nâu hóa và rút ngắn thời gian thương mại hoá của sản phẩm Yu Shen Liang và các cộng sự [50]

đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của hydrocooling trong 1, 2, 4, và 6h sau thu hoạch đến thời gian bảo quản và chất lượng của giống vải Feizixao bằng cách so sánh với mẫu không được xử lý lạnh Các thông số được quan sát bao gồm sự thay đổi nhiệt độ trong quá trính làm lạnh, các tình chất sinh hóa của

vỏ, và các thay đổi trong hàm lượng các chất rắn hòa tan và các axit có thể

chuẩn độ ở thịt quả trong quá trính bảo quản Hydrocooling trong 30 phút làm giảm nhiệt độ của vỏ 6,2 ± 0,30C Nó cũng kím hoãn hoạt tình của polyphenol oxidase và peroxidase trong vỏ quả

Baofeng Lin và các cộng sự [13] đã xử lý quả vải với dung dịch chitosan 1% và bảo quản ở nhiệt độ xung quanh để nghiên cứu sự thay đổi của

hô hấp, nhiệt độ và chất lượng Tốc độ hô hấp, nhiệt độ thịt quả, hoạt tình của polyphenol oxidase và hao hụt khối lượng của quả vải được phủ chitosan thấp hơn những quả không được phủ Nhiệt độ của vỏ thấp hơn nhiệt độ của môi trường xung quanh do sự toát hơi nước của quả vải Thời gian bảo quản của quả vải được phủ dài hơn 5 ngày so với vải không được phủ Kết quả cho thấy chitosan tạo thành màng hai lớp trên vỏ quả vải, cũng giống như một lớp màng nhựa, lớp phủ có thể hạn chế hô hấp, làm giảm sự mất hơi ẩm và nhiệt

hô hấp thấp hơn trong suốt quá trính bảo quản

Bảo quản và vận chuyển quả vải ở nhiệt độ thấp đã được sử dụng rộng rãi trong thương mại Trong nghiên cứu của Hai Liu và các cộng sự [24], không có sự nâu hóa rõ rệt trên vỏ quả khi bảo quản trong 10 và 20 ngày ở nhiệt độ 3 – 50C, nhưng quả được bảo quản ở 3 – 50C trong 10 ngày dần dần sạm sau 12 h khi để ở nhiệt độ phòng (250C), với chỉ số màu nâu được nâng lên 2,5 sau 24h Hơn nữa, quả được bảo quản trong 30 ngày đã bắt đầu thối rữa và bị phân rã khoảng 30% sau 24h Nhiệt độ tăng từ 3 – 50C đến 250C làm tăng hoạt động của lipase, PLD và LOX và mức độ thấm của màng cũng thấp hơn so với quả được bảo quản trong 20 đến 30 ngày

Nâu hóa vỏ quả làm giảm đáng kể thời gian sử dụng và giá trị của quả vải Nghiên cứu của Kobkiat Saengnil và các cộng sự [26] nhằm đánh giá ba chất ức chế khác nhau để kiểm soát quá trính nâu hóa ở quả vải Qủa vải Hong Huay được nhúng vào nước nóng 980C trong 30s trước khi ngâm vào các dung dịch axit: oxalic, citric, và ascorbic ở nồng độ 0; 2,5; 5; 10 và 15% trong 15

phút Sau đó chúng được bảo quản ở nhiệt độ phòng (25 + 10C) với độ ẩm 75% trong 5 ngày Kết quả cho thấy dung dịch axit oxalic 10% cho hiệu quả tốt nhất trong kiểm soát nâu hóa Nước nóng làm tăng cường hiệu quả của axit oxalic Ngâm trong nước nóng, sau đó xử lý với axit oxalic giữ màu quả tốt nhất do làm giảm hoạt tình của polyphenol oxidase và peroxidase và duy trí hàm lượng anthocyanin tổng số cao

Sắc tố màu sẽ biến mất trong quá trính bảo quản, đặc biệt là sự biến nâu trên vỏ quả vải Xử lý lưu huỳnh và axit hay là sự kết hợp cả hai được sử dụng để duy trí màu đỏ trên quả vải, đó là kết quả nghiên cứu của Tongdee [43, 44] và các cộng sự Cả hai cách xử lý này đều làm tăng tình thấm của màng tế bào và axit hóa chất sáp, nhưng lưu huỳnh cũng tạo ra hợp chất sunfit gây biến màu Do vậy xử lý lưu huỳnh có phần nào đó liên quan đến sự tẩy trắng, trong khi xử lý axit thí màu đỏ ở vỏ quả được cải thiện Tuy vậy, hiện nay phương pháp xử lý luu huỳnh được hạn chế sử dụng trên thế giới nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

Các nghiên cứu của Gooman và các cộng sự [7] đã chỉ ra rằng: xử lý xông hơi SO2 có tác dụng hạn chế hoạt lực của enzym polyphenol oxidase (enzyme gây hiện tượng nâu hóa vỏ quả vải), đồng thời có khả năng diệt nấm bệnh kéo dài thời gian bảo quản

Các nghiên cứu của Zeuberman và cộng sự [45] và Critchley [51] cho thấy hiệu quả bổ sung của việc nhúng quả vải trong môi trường axit loãng (pH thấp) sau khi đã xử lý SO2 Quả được nhúng trong môi trường axit loãng HCl nồng độ 1N trong 2 phút sẽ có tác dụng khôi phục hoàn toàn màu sắc tự nhiên của quả vải trong vòng 24 giờ Tuy nhiên khi sử dụng phương pháp này vẫn

có hiện tượng thẩm thấu của dung dịch axit vào thịt quả Việc nhúng axit phải được thực hiện sau khi xử lý SO2

Jacques Joas và các cộng sự [25] đã nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sự nâu hóa của vỏ quả vải Trong thì nghiệm này tác giả tiến hành xử lý kết hợp giữa axit nitric ở các pH khác nhau (pH: 0,8; 1; 1,3) và chitosan 1%, bảo quản ở nhiệt độ 100C Sau 8 ngày bảo quản, kết quả cho thấy công thức

xử lý axit ở pH 0,8 cho hiệu quả tốt hơn hai công thức còn lại trong việc duy trí màu sắc của vỏ quả vải

Zhaoqi Zhang và các cộng sự [52] nghiên cứu ảnh hưởng của việc xử

lý axit citric ở pH 1, 3, 5 kết hợp với xông SO2 đến sự nâu hóa vỏ quả vải sau thu hoạch Trong nghiên cứu này ông cũng đưa ra vai trò của enzym PPO và POD đối với sự nâu hóa của vỏ quả vải sau thu hoạch Hoạt tình của các enzym này đều tăng lên trong quá trính bảo quản

1.4.2 Trong nước

Trước đây cây vải được trồng chủ yếu ở các tỉnh phìa Bắc và hầu như không có vùng tập trung Trong những năm gần đây, nhờ phong trào làm vườn phát triển, cây vải đã được trồng thành cùng tập trung như: Bính Khê – Đông Triều, Bằng Cả - Hoành Bồ thuộc tỉnh Quảng Ninh, Lục Ngạn, Lục Nam, Tân Yên thuộc tỉnh Bắc Giang [8]

Trong những năm gần đây, với chủ trương đẩy mạnh công tác phát triển cây ăn quả đặc sản trên phạm vi toàn quốc, với sự quan tâm của Đảng và Nhà nước, đặc biệt là sự đầu tư của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn nên diện tìch trồng cây ăn quả mỗi năm ngày càng tăng Bên cạnh việc phát triển cây ăn quả như cam, quýt, bưởi… thí trong vòng 20 năm trở lại đây, đã được người sản xuất quan tâm nên ngày càng được phát triển ở các vùng tập trung: Hải Dương, Bắc Giang Nhiều tỉnh như Thái Nguyên, Lạng Sơn, Thanh Hóa, Nghệ An… đều có kế hoạch tăng diện tìch trồng vải thiều, coi vải thiều

là cây chủ lực trong chương trính phát triển cây ăn quả

Nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật ứng dụng trong sản xuất, sản lượng vải của nước ta hàng năm rất lớn Cho đến thời điểm hiện nay, Viện nghiên cứu Rau quả đã thu thập được 33 giống vải, trong đó có 8 giống được cho là có triển vọng và được phát triển ở quy mô thương mại ở các vùng trồng sản xuất vải chình Đó là các giống: Hoa Hồng, Hùng Long, Lai Hưng Yên, Lai Bính Khê, Thiều Thanh Hà, Thiều Lục Ngạn Trong số các giống vải nói trên thí giống vải thiều Thanh Hà là giống chình vụ và cho chất lượng cao hơn Trong khoảng 2 thập kỷ trở lại đây, giống vải thiều Thanh Hà (Hải Dương) được đưa đến trồng ở Lục Ngạn, Bắc Giang đã tỏ ra rất thìch hợp với vùng đất này, cây phát triển tốt, cho năng suất, chất lượng quả cao

Đặc biệt ở Bắc Giang, từ năm 2006 – 2007 được sự phối hợp của Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Bắc Giang cùng với trường Đại học Nông nghiệp I

Hà Nội, các dự án vải thiều an toàn đã được thành lập và triển khai Năm

2007, nông dân huyện Lục Ngạn đã trồng thì điểm 150 ha vải thiều an toàn Sang năm 2008 diện tìch vải thiều an toàn của huyện Lục Ngạn được tăng lên 1.800 ha với sản lượng đạt 11.000 tấn [4] Năm 2014, diện tìch vải áp dụng theo tiêu chuẩn VIETGAP toàn tỉnh là 8.500 ha (tập trung chủ yếu tại huyện Lục Ngạn), cho sản lượng khoảng 40.000 tấn

Bảng 1.7 Thực trạng sản xuất vải thiều huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang

Diện tích, sản lƣợng vải 2008 2009 2012 2013 2014 Tổng diện tích (ha) Bắc Giang 35.000 34.000 31.000 32.000

Sản lƣợng

(tấn)

Bắc Giang 213.974 122.900 160.000 130.000 190.000 Lục Ngạn 80.000 40.000 80.000 72.000 130.000 Vải thiều là loại cây ăn quả đặc sản, có giá trị dinh dưỡng, có giá trị kinh tế cao, quả vải ngoài ăn tươi còn được chế biến như đồ hộp, sấy, nước vải…được thị trường trong và ngoài nước ưa chuộng Trồng vải đem lại lợi nhuận kinh tế cao cho người sản xuất đặc biệt là giống vải thiều và một số

giống vải chìn sớm Tuy nhiên, hiện nay vải vẫn được tiêu thụ dưới dạng tươi

là chình (70%) Trong đó tiêu dùng nội địa chiếm khoảng 35 – 40% Phần lớn lượng quả vải tươi sau khi thu hoạch đều được vận chuyển về phục vụ nhu cầu của dân cư các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định, Vinh…ngay trong ngày Một phần được các thương lái, các doanh nghiệp xuất khẩu hàng nông sản vận chuyển đến các thị trường xa hơn: TP Hồ Chì Minh, Đồng Nai…hoặc xuất khẩu sang các nước Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản, Lào…đặc biệt là Trung Quốc chiếm 90% tổng lượng xuất khẩu [9] Tuy nhiên do thời vụ vải quá ngắn và vải là loại quả có khả năng bảo quản và vận chuyển rất kém cho nên hàng năm vẫn có hiện tượng “ùn tắc” trong khâu tiêu thụ, đặc biệt là lúc đỉnh vụ, gây thiệt hại không nhỏ cho người trồng vải Ví lẽ đó, việc nghiên cứu bảo quản kéo dài thời hạn tồn trữ của vải

để góp phần điều tiết việc sản xuất và tiêu thụ vải có ý nghĩa quan trọng

Cho đến thời điểm hiện nay, mặc dù có nhiều cơ quan nghiên cứu khoa học trong cả nước đã và đang tham gia nghiên cứu, thử nghiệm các phương pháp bảo quản vải khác nhau (trong đó có áp dụng các công nghệ bảo quản của các nước có nhiều kinh nghiệm về lĩnh vực này như Trung Quốc, Thái Lan, Israel, Nam Phi, Australia v.v…), Viện nghiên cứu rau quả, Viện

Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, Trường Đại học nông nghiệp I… nhưng chưa có ứng dụng lớn mang tình hệ thống do chưa có các giải pháp đồng bộ để giải quyết vấn đề

Từ năm 1997 đến năm 1999, Viện Công nghệ sau thu hoạch đã tiến hành nghiên cứu qui trính công nghệ bảo quản vải một cách tương đối hệ thống và toàn diện, khảo sát nguyên liệu ở cả 3 vùng trồng vải điển hính ở Việt Nam, đó là Lục Ngạn, Thanh Hà và Đông triều để xác định các giải pháp

kỹ thuật từ khâu thu hái đến khâu tiêu thụ, sử dụng các chế độ nhiệt độ khác nhau (nhiệt độ thường, nhiệt độ mát và lạnh) Về lý thuyết, các kết quả nghiên

cứu của Viện Công nghệ sau thu hoạch đã xác định được qui trính công nghệ bảo quản vải thiều có thể duy trí được chất lượng thương phẩm đến 5 ngày với tỷ lệ quả hỏng dưới 5% ở nhiệt độ thường, đến 30 ngày nếu ở nhiệt độ lạnh 4-6oC Ngoài ra kết quả nghiên cứu còn xác định được các biện pháp xử

lý một số các hoá chất bảo quản như xông lưu huỳnh 2g/m3, đặt chất hấp thụ ethylen (R3) 1,5g/kg quả và các giải pháp về bao gói (thùng gỗ hoặc tre nan thưa lót túi LPDE 0,03mm buộc kìn Các kết quả nghiên cứu này đã được Viện công nghệ sau thu hoạch áp dụng vào bảo quản thử nghiệm ở qui mô 8-

10 tấn Tuy nhiên còn có một số tồn tại cần được tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện, đó là khả năng ứng dụng ở qui mô lớn còn hạn chế, và đặc biệt là hiện tượng biến màu sau khi ra kho vẫn diễn ra rất nhanh không thể kiểm soát được

Viện nghiên cứu rau quả cũng đã nhiều năm nghiên cứu thử nghiệm qui trính tổng hợp bảo quản vải Lục Ngạn và Thanh Hà ở nhiệt độ thường (27- 32oC) và nhiệt độ lạnh (4-6oC), ứng dụng các phương pháp bao gói khác nhau có kết hợp một số biện pháp xử lý bổ trợ ở qui mô thì nghiệm (50-100kg) và qui mô vừa (1-1,5 tấn) và đã cho kết quả khả quan với thời hạn bảo quản tới 30 ngày và đặc biệt là sự thành công bước đầu trong việc ổn định màu sắc tự nhiên của vỏ quả sau khi bảo quản bằng cách nhúng trong dụng dịch axìt loãng Hiện nay Viện nghiên cứu rau quả đang tiếp tục tập trung nghiên cứu hoàn thiện nội dung này [2]

Các nhà khoa học của Viện Nghiên cứu rau quả (RIFAV) (2003) đã triển khai và thực hiện thành công dự án “Hoàn thiện công nghệ bảo quản nhằm kéo dài thời hạn tồn trữ đồng thời duy trí chất lượng thương phẩm của quả vải” Kết quả nghiên cứu cho thấy quả vải sau khi được xử lý theo quy trính mới có thể bảo quản được trên một tháng ở nhiệt độ 40C, tỷ lệ quả thương phẩm đạt trên 95%, chất lượng tốt, màu sắc tự nhiên, hấp dẫn người

tiêu dùng Quy trính công nghệ xử lý và bảo quản mới đã được áp dụng thử nghiệm liên tục trong 3 vụ vải 2003 đến 2005 tại huyện Lục Ngạn cho thấy hiệu quả kinh tế tăng hơn 20% so với không bảo quản Tuy nhiên, hạn chế của nhóm này đó là chưa sản xuất được màng bao gói mà nhập từ Ấn Độ, giá thành đắt do đó chi phì bảo quản cao, không hiệu quả về mặt kinh tế [7]

Hiện nay, Viện Nghiên cứu và Phát triển vùng (Bộ Khoa học và Công nghệ) đã phối hợp với Tập đoàn ABI (Nhật Bản) tiến hành triển khai công nghệ CAS (Cell alive system) – Công nghệ bảo quản tế bào sống Đây là công nghệ tiên tiến bậc nhất về bảo quản hải sản, nông sản và thực phẩm trên thế giới do Tập đoàn ABI là chủ sở hữu đã được công nhận tại 22 quốc gia, Liên minh Châu Âu (EU) và bảo hộ trên toàn thế giới Công nghệ này đã áp dụng rất hiệu quả tại nhiều nước trên thế giới: Nhật Bản, Anh, Mỹ, Canada… Mặc

dù nhiệt độ bảo quản xuống đến -350C nhưng vẫn không phá vỡ các màng và thành tế bào, duy trí được các yếu tố quan trọng cấu thành hương vị sản phẩm, nhờ đó giữ được độ ngon, tươi lâu hơn, thời gian bảo quản có thể kéo dài tới 1 năm thậm chì là 10 năm Tuy nhiên, để áp dụng kỹ thuật này cần huy

động một lượng vốn lớn do đó gây khó khăn cho người dân [1]

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất

- Ống chuẩn HCl 0,1N (Việt Nam)

- Ống chuẩn NaOH 0,1N (Việt Nam)

- Nhựa hạt polyetylen tỷ trọng thấp LDPE: sản phẩm thương mại của Trung Quốc (LTM 2447/47) có chỉ số MFI 2,5, nhiệt độ nóng chảy 112-

1150C, tỷ trọng d = 0,92-0,925g/cm3

- Zeolit Y (thành phần hoá học SiO2 65%, Al2O3 15%, Fe2O3 2%, Na2O 4%, K2O 3%, TiO2 0,65%; kìch thước hạt 5-20μm; tỷ trọng 2,3g/cm3) được cung cấp bởi Phòng Hoá lý bề mặt, Viện Hoá học - Viện KH&CN Việt Nam

- Silica ML389WH (thành phần SiO2>98%; kìch thước hạt 20μm)

- Phụ gia trợ gia công Palmowax dạng chất chủ (Trung Quốc)

- Phụ gia trợ dai dạng chất chủ (Trung Quốc)

- Phụ gia chống đọng sương Atmer 103 dạng chất chủ (Trung Quốc)

- Màng MAP CE44 do Viện Công nghệ Thực phẩm Hàn Quốc cung cấp (LDPE với phụ gia zeolit, chiều dày 44μm)

Các dung môi được sử dụng ngay không qua tinh chế