Tiểu luận Tìm hiểu các biện pháp bảo quản nông sản bằng tác nhân sinh học. Tình hình ứng dụng phương pháp ở Việt Nam và trên thế giới

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCMKHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨMMÔN: CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH  Chủ Đề NHÓM 7GVHD: Hoàng Thị Trúc Quỳnh Tìm hiểu các biện pháp bảo quản nông sản bằn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨMMÔN: CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH



Chủ Đề

NHÓM 7GVHD: Hoàng Thị Trúc Quỳnh

Tìm hiểu các biện pháp bảo quản nông sản bằng tác nhân sinh học

Tình hình ứng dụng phương

pháp ở Việt Nam và trên thế giới

1.1 Khái niệm 5 1.2 Mục đích _5 1.3 Yêu cầu 5 1.4 Vai trò 5 1.5 Các nguyên nhân gây hư hỏng nông sản _5 1.6 Tác nhân sinh học _5

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN NÔNG SẢN BẰNG TÁC NHÂN SINH HỌC 7

2.1 Phương pháp Modifed atmsphere packaging (MAP): 7 2.2 Bảo quản nông sản bằng chế phẩm sinh học _9 2.2.1 Chế phẩm sinh học PDP 9 2.2.2 SH - Chất bảo quản rau, hoa quả 10 2.2.3 Chế phẩm PDP - M2 bảo quản rau quả _11 2.2.4 Màng bán thấm BOQ-15 _12 2.2.5 Màng bán thấm BQE-15 _12 2.2.6 Màng Chitosan _13 2.2.7 Bảo quản bằng màng tinh bột: 17 2.2.8 Một số loại màng khác: 18

CHƯƠNG 3 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN NÔNG SẢN BẰNG TÁC NHÂN SINH HỌC Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI _20 TÀI LIỆU THAM KHẢO _21

MỞ ĐẦU

Nông sản là một thành phần quan trọng trong hệ thống thực phẩm của con người

Do đó, việc tìm cách nâng cao sản lượng, năng suất là một yêu cầu vô cùng cấp thiết Thếnhưng nếu chỉ tập trung vào việc gia tăng sản xuất thôi thì vẫn chưa đủ Đặc điểm củanông sản là loại thực phẩm rất dễ bị tổn thương về nhiều khía cạnh và dẫn đến hư hỏng.Hơn nữa, rau quả còn là loại thực phẩm theo mùa, việc có trái cây trái mùa đôi khi cũngphục vụ cho con người về mặt thị hiếu và góp phần làm tăng tính đa dạng trong khẩuphần ăn của con người Vì thế, song song với việc tìm cách nâng cao sản lượng đến mứctối đa cũng không thể không quan tâm đến vấn đề bảo quản nông sản sau thu hoạch

Để làm được điều đó cần phải nghiên cứu tất cả các quá trình xảy ra trong bảnthân các loại rau quả khi bảo quản để từ đó tìm mọi biện pháp nhằm đề phòng, ngăn chặnhoặc hạn chế những hiện tượng hư hại có thể xảy ra Bảo quản nông sản nói chung thật

sự cũng còn tồn tại nhiều vấn đề lợi bất cập hại Việc sử dụng hóa chất để bảo quản tráicây ít nhiều làm giảm khả năng tự đề kháng chống bệnh tật của quả và ảnh hưởng đếnchất lượng trái cây, mặt khác có khi làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng.Chính vì hậu quả tiềm ẩn của các hóa chất bảo vệ này mà hiện nay chúng ta phải dèchừng khi sử dụng chúng Xu thế mới của con người hiện nay hướng đến với các hợpchất tự nhiên, hạn chế tối đa việc đưa các nguồn độc hại vào cơ thể qua đường ăn uống.Bởi lẽ đó, hiện nay trên thế giới ứng dụng công nghệ sinh học vào công đoạn bảo quảnrất nhiều

Các loại sản phẩm được bảo quản bằng công nghệ sinh học thật sự an toàn hơn,lành tính hơn đối với người tiêu dùng vì quá trình bảo quản dựa trên các chế phẩm cónguồn gốc hoàn toàn tự nhiên Yêu cầu muốn có đa dạng loại rau quả để sử dụng quanhnăm mà bản chất rau quả lại là sản phẩm theo mùa vụ

Như nhiều quốc gia khác trên thế giới, Việt Nam đang đối mặt với vấn đề biến đổikhí hậu, tăng trưởng dân số và đất nông nghiệp bị thu hẹp do quá trình đô thị hóa Đây lànguyên nhân dẫn đến sự sụt giảm sản lượng nông nghiệp Do đó, ngành nông nghiệp ViệtNam đã tìm kiếm các giải pháp tối ưu để kịp thời xử lý những vấn đề trên nhằm phát triển

một nền nông nghiệp xanh bền vững, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và góp phầnvào an ninh lương thực thế giới Trong đó, giải pháp công nghệ sinh học được xem là mộtchiến lược quan trọng.

Qua đề tài này nhóm muốn trình bày một số phương pháp hữu ích nhất để bảoquản nông sản được tốt hơn !

1.2 Mục đích

Bảo quản giống để đảm bảo cho quá trình tái sản xuất mở rộng

Đảm bảo cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến

Bảo quản bán thành phẩm sơ chế

1.3 Yêu cầu

- Đảm bảo hao hụt thấp nhất về trọng lượng

- Hạn chế sự thay đổi về chất lượng

- Chi phí giá thành thấp nhất trên một đơn vị sản phẩm bảo quản

1.4 Vai trò

- An toàn lương thực quốc gia; giống vụ mùa

- Cung cấp nguyên liệu

- Bán thành phẩm sơ chế, chất lượng, giá thành

- Bảo tồn cho nghiên cứu

1.5 Các nguyên nhân gây hư hỏng nông sản

Tác nhân sinh học là các sinh vật hoặc độc tố có thể khiến con người, vật nuôi vàcây trồng tử vong hoặc tàn phế Sử dụng tác nhân sinh học là thay thế việc dùng hoá chấtbảo quản nông sản bằng những phương pháp ít hoặc không độc hại với nông sản và conngười có nguồn gốc sinh học.

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN NÔNG SẢN BẰNG TÁC NHÂN SINH HỌC.

2.1 Phương pháp Modifed atmsphere packaging (MAP):

Việt Nam có khí hậu nhiệt đới, bốn mùa quanh năm đều có nông sản thu hoạch

Do đó, cần có kỹ thuật bảo quản, chế biến để nâng cao chất lượng nông sản Việc nângcao chất lượng của nông sản có ý nghĩa rất lớn, đảm bảo được chất lượng nông sản sauthu hoạch Rau, quả là một loại nông sản tương đối khó bảo quản vì lượng nước trongrau, quả chiếm rất cao là điều kiện tốt cho vi sinh vật hoạt động

Trước nhu cầu bức thiết về công nghệ bảo quản sau thu hoạch, từ nhiều nămnay, các nhà khoa học trong nước đã không ngừng nỗ lực thực hiện nhiều công trìnhnghiên cứu, nhằm tìm ra cách thức bảo quản rau, quả có hiệu quả và phù hợp nhất vớiđiều kiện khí hậu ở Việt Nam, phục vụ tiêu dùng và xuất khẩu

Theo đó, từ năm 2008, Viện Hóa học đã nghiên cứu và xây dựng quy trìnhcôngnghệ, thiết bị đồng bộ sản xuất màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) để bảo quảnrau quả sau thu hoạch quy mô 50 tấn/năm trên cơ sở nhựa LDPE và phụ gia Silica.Trongcông nghệ chế tạo màng MAP, các loại nhựa này được sử dụng ở dạng nhựa nguyên sinh,đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Để bảo quản rau bằng công nghệ MAP, người ta chỉcần cho rau vào các túi PE (Polime Ethylene) độ dày thích hợp có tác dụng điều chỉnh

thành phần không khí trong túi nhờ đó mà rau sẽ tươi lâu hơn Rau quả tươi được đựngtrong bao bì dán kín.

Đây là phương pháp bảo quản rau quả bằng cách sử dụng các loại màng polymer

có nguồn gốc từ dầu mỏ kết hợp với điều chỉnh khí quyển nhằm khống chế được mức độ

hô hấp của từng loại rau quả, hạn chế sự chín nhanh và do đó bảo quản được lâu hơn

Kỹ thuật MAP tương đối đơn giản, rẻ, dễ áp dụng, có thể bao gói những sản phẩmlớn nhỏ khác, bảo quản ngay cả lúc bày bán và có thể quảng cáo ngay trên bao bì

Phương pháp bảo quản bằng màng MAP có thể dùng để bảo quản rất nhiều loạirau, củ, quả như: Vải thiều, cải bắp, cải thảo, bí đao, su hào, súp lơ, cà rốt… Ưu điểm của

nó là làm giảm cường độ hô hấp và các quá trình biến đổi sinh lý, sinh hóa của rau, kéodài thời gian “sống” của rau lâu hơn so với bình thường Công nghệ này còn có tác dụngngăn cản sự bay hơi nước, thay đổi nồng độ Oxy và Cacbonic theo hướng tích cực, giúphạn chế việc thất thoát các Vitamin và khoáng chất của rau, củ, quả trong quá trình bảoquản, nhờ đó hàm lượng dinh dưỡng của rau, củ, quả được đảm bảo Hạn chế hoạt độngcủa vi sinh vật, côn trùng và việc phân phối sản phẩm lát rời cũng dễ dàng hơn, giảm chiphí và phân phối được xa hơn

2.1.2 Màng MAP cải tiến

Màng có thành phần chủ yếu tham gia vào cấu trúc tạo màng: tinh bột chuối,metylcellulose, gelatin, paraffin và một số phụ gia giúp màng tan được trong nước, tăngtính bám dính và khả năng giữ ẩm Với đặc tính thành phần như vậy, màng có khả năng

cô đặc dưới dạng rắn và có thể hòa tan tốt trong nước tạo thành dung dịch huyền phù để

sử dụng, khả năng kho nhanh ở nhiệt độ môi trường

Hình trên cho thấy thanh long sau 5 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng thì mẫu đốichứng và mẫu được bọc màng cải tiến không khác nhau là mấy về hình dạng ngoài.Nhưng chất lượng bên trong cho thấy mẫu đối chứng có độ chắc giảm nhanh, từ giá trịban đầu 0.85kg/cm3 xuống 0,56kg/cm3, trong khi mẫu bọc màng cải tiến là 0,65kg/cm3

2.2 Bảo quản nông sản bằng chế phẩm sinh học

2.2.1 Chế phẩm sinh học PDP

Viện Hoá học thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia hợp tácvới Trung tâm tư vấn đầu tư nghiên cứu phát triển nông thôn Việt Nam đã nghiên cứuthành công công nghệ bảo quản rau quả tươi ở quy mô gia đình bằng chế phẩm sinh họcPDP

Chế phẩm PDP là hỗn hợp polysacarit có nguồn gốc tự nhiên, lấy từ vỏ tôm, bảoquản quả tươi gồm: nho, mận, cam, quýt, vải, xoài, hồng… và các loại rau quả tươi là bí,

cà chua, củ cải, dưa chuột…

Chế phẩm này không độc, có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng tạo màng, ức chế

sự phát triển của các loại vi khuẩn và một số loại nấm Việc bảo quản được thực hiệntheo nguyên tắc: đối với rau quả tươi thì tạo màng polyme sinh học bao bọc quả để làmgiảm tốc độ mất nước, ngăn cản vi khuẩn và nấm xâm nhập, hạn chế quá trình hô hấp làmquả chín chậm, ít bị nhăn héo, mất màu và hương vị Đối với nước quả ép thì dùng chếphẩm PDP trong nước quả làm tăng khả năng kết tủa của các chất vô định, dễ dàng thuđược nước quả trong, bền màu sắc và hương vị

Chế phẩm được sản xuất bằng nguyên liệu trong nước, cả ở quy mô công nghiệplẫn quy mô gia đình, không gây độc hại và không gây ô nhiễm môi trường Hiên nay chếphẩm đang được thử nghiệm dùng bảo quản các loại rau quả như: nho, mận, cam, quýt,vải, xoài, hồng… và các loại rau quả tươi là bí, cà chua, củ cải, dưa chuột… là những loạirau quả được sản xuất nhiều ở Việt Nam

2.2.2 SH - Chất bảo quản rau, hoa quả

Phân viện Công nghiệp thực phẩm TPHCM đã nghiên cứu, chế tạo và ứng dụngthành công một chất bảo quản rau, hoa quả có tên là “SH”

Chất có dạng lỏng, mầu nâu nhạt, hơi có mùi chanh Chất bảo quản hiện có nhiềuloại trên thị trường, trong đó có cả những loại gây độc hại cho người và gia súc, cũng nhưmôi trường chung quanh.Sản phẩm SH có thể khắc phục được nhược điểm này Đây làloại sản phẩm thuần sinh học, có thành phần chủ yếu mang bản chất thiên nhiên, có khảnăng tiêu diệt và hạn chế sự phát triển của nhiều loại vi sinh vật có hại cho rau, hoa quảtrước và sau thu hoạch

SH có những ưu điểm chính là:

 Không hại môi sinh, tan vào trong đất

 Vẫn phát huy hiệu quả khi lẫn lộn vào các chất hữu cơ khác

 Việu nghiệm lâu dài mà không có hiệu ứng phụ

 Không biến chất, cho dù trong nước có nhiều chất vôi

 Không độc, an toàn cho người và các động vật

 Không làm thay đổi mùi vị của rau, hoa quả: Khoai tây, cà chua, ớt tây, bắpcải các loại, dưa chuột, hành các loại, cà rốt, các loại trái cây (xoài, chuối, nho, vải, cam,quýt, nhãn, chôm chôm, thanh long), các loại hoa (cúc, lan, hồng…), các loại cây kiểngnhiều lá trang trí…

2.2.3 Chế phẩm PDP - M2 bảo quản rau quả

Phòng hóa Polymer dược phẩm (Viện Hoá học - Trung tâm Khoa học và Côngnghệ Quốc gia) đã sản xuất thành công chế phẩm PDP - M2 bảo quản rau quả Chế phẩmnày được sản xuất từ vỏ tôm, có thể bảo quản rau quả mà không hề gây độc PDP - M2 đãchính thức được đưa ra thị trường thông qua Trung tâm tư vấn đầu tư nghiên cứu pháttriển nông thôn Việt Nam

Hiện nay, hầu hết các nhà làm vườn đều sử dụng thuốc bảo quản của Trung Quốc,thuốc này có thể giữ cho rau quả lâu hỏng nhưng lại ảnh hưởng chất lượng rau quả Chếphẩm PDP - M2 bảo quản theo nguyên tắc tự nhiên Rau quả sau khi chọn lọc, rửa sạch,được nhúng vào dung dịch 1 để tiệt trùng, sau đó nhúng tiếp vào dung dịch 2 để tạo ramột lớp màng polymer sinh học bao phủ Lớp màng này có tác dụng làm giảm nước,giảm tốc độ hô hấp, sự già hóa, từ đó làm quả chín chậm lại, tươi lâu hơn, ít bị nhăn héo,mất mầu, mất hương vị

Chế phẩm bảo quản PDP - M2 có thể sử dụng cho nhiều loại rau quả khác nhaunhư nho, táo, cam, quýt, xoài, mận, vải thiều, nhãn… thậm chí có thể dùng cho các loại

rau tươi như bí đao, cà chua, củ cải… Thời gian bảo quản có thể từ ba tuần đến ba thángtùy từng loại rau quả.

Chế phẩm PDP - M2 còn có khả năng giúp nông dân sử lý quả chín thành nướcquả một cách dễ dàng Chất này làm kết tủa thịt quả ở dạng huyền phù và vô định hình,

do vậy, chỉ cần loại bỏ khối kết tủa đó là có ngay nước quả trong, còn nguyên hương vị.Nếu xử lý và đóng hộp có thể bảo quản được hai đến ba tháng

2.2.4 Màng bán thấm BOQ-15

Đây là sản phẩm do bộ môn Bảo quản sau thu hoạch ( Viện cơ điện Nông Nghiệp

và Công nghệ sau thu hoạch) nghiên cứu, sản xuất BBQ-15 là hỗn hợp dung môi hữu cơ

và thuốc chống nấm được kết hợp với nhau dưới dạng một dung dịch lỏng dùng để bảoquản các loại thuộc họ Citrus (cam, chanh, quýt, bưởi) và một số loại rau ăn quả như càchua

Sau khi thu hái, quả chỉ cần được rửa sạch, lau khô rồi nhúng hoặc dùng khăn sạchtẩm dung dịch lau một lớp mỏng lên bề mặt quả, để khô 3-5 phút rồi xếp vào thùngcacton đem bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát

Lớp màng mỏng bằng parafine hữu cơ có tác dụng vừa làm bóng mặt quả, tăngthêm độ hấp dẫn của quả, vừa tác dụng ngăn ngừa sự bốc hơi nước giảm sự hao hụt khốilượng trong suốt quá trình bảo quản thuốc chống nấm được phối trộn với parafine có tácdụng ngăn ngừa sự xâm nhiễm và gây hại của nấm bệnh nhưng hoàn toàn không độc hạivới người sử dụng

nhỏ hơn 200 cp (ở 23oC), pH 8,5 - 9,5; hợp chất không bay hơi 24,5 - 25,5%, khối lượngriêng 0,97 - 0,99, nhiệt độ cháy 149oF (tương đương 65oC), không ổn định ở trạng tháilạnh sâu, thời gian bảo quản 12 tháng Hoa quả bảo quản bằng "màng costing", quả luôntươi, bóng đẹp hấp dẫn khách hàng Theo nguyên lý tạo màng rất mỏng trên bề mặt quảnhằm:

- Cho thấm khí O2 có giới hạn từ không khí vào bề mặt quả để hạn chế cường độ

hô hấp, hạn chế bay hơi nước, giữ được độ tươi và giảm hao hụt khối lượng quả;

- Ngăn cản vi sinh vật tiếp xúc với quả để giảm tỉ lệ thối hỏng Ngoài ra, còn làmcho mã quả tươi, bóng, đẹp hấp dẫn người tiêu dùng

- Dễ sử dụng (Chỉ cần dùng khăn thấm lau trên mặt quả), không độc hại, chi phíthấp Liều lượng sử dụng: 1 kg BQE 15 cho 800 - 1000 kg cam tùy kích thước quả

Cách làm: Đổ chế phẩm ra bát, dùng vải thấm vào chế phẩm rồi lau lên vỏ cam,quýt chờ cho màng costing khô rồi đóng thùng bảo quản" Thạc sĩ Nguyệt cho biết,năm 2010, Viện đã thử nghiệm 400kg cam đường Canh, bảo quản trong thời gian 2,5tháng Kết quả chỉ có gần 10kg quả hư hỏng

Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ của động vật không xương sống,trong đó có loài giáp xác như tôm, cua,,chứa 5-10% chất chitin.

Chitin là một polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza.Chúng có cấu trúc hóa học gần giống nhau

Chitosan là một loại chitin đã khử acetyl, có thể tan trong dung dịch acid

2.2.6.2 Đặc tính của chitosan:

Là polysacharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn

Là chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau

Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị, không tan trong nước, dungdịch kiềm và axit đậm đặc nhưng tan trong axit loãng (pH6), tạo dung dịch keo trong, cókhả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 - 3110C

2.2.6.3 Tác dụng của chitosan:

Phân huỷ sinh học dễ hơn chitin

Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, như ức chế hoạtđộng của một số loại vi khuẩn như E.Coli, diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt,đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài