Nghiên cứu quy trinh bảo quản thóc bằng công nghệ nito

Đề tài nghiên cứu công nghệ bảo quản Thóc, nâng được thời gian bảo quản thóc trông công tác dự trữ. Nội dung 1: Thử nghiệm, tạo môi trường bảo quản kín có bổ sung khí N2, luôn duy trì ở nồng độ cao trên 98%. Nội dung 2: Phân tích sự suy giảm chất lượng thóc theo thời gian bảo quản thông qua phân tích, đánh giá các chỉ tiêu mục tiêu. Trên cơ sở chất lượng thóc bảo quản, xác định thời gian lưu kho an toàn. Nội dung 3: Đánh giá tỷ lệ hao hụt, tổng hợp chi phí thực hiện để đánh giá hiệu quả kinh tế của công nghệ bảo quản thử nghiệm.

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

MỞ ĐẦU 3

1 Đặt vấn đề 3

2 Mục đích nghiên cứu 4

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 5

1 Nghiên cứu công nghệ bảo quản lương thực nước ngoài 8

2.Tình hình nghiên cứu trong nước 13

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

1 Vật liệu nghiên cứu 17

2 Phương pháp nghiên cứu 17

2.1 Phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 17

2.2 Cách tiến hành thử nghiệm 20

2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng thóc 25

2.4 Xác định nồng độ khí nitơ 26

2.5 Nội dung nghiên cứu và triển khai thực hiện: 26

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

1 Các chỉ tiêu cảm quan và côn trùng 27

1.1 Các chỉ tiêu cảm quan 27

1.2 Chỉ tiêu về côn trùng 27

2 Chỉ tiêu cơ lý 27

2.1 Biến đổi độ ẩm của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản 27

2.2 Biến đổi hạt vàng của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản 29

2.3 Biến đổi hạt bạc phấn của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản 32

2.4.Biến đổi hạt không hoàn thiện của thóc DTQG trong thời gian bảo quản 33

2.5.Tỷ lệ hạt lẫn loại của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản 35

2.6 Tỷ lệ tạp chất của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản 36

2.7 Đánh giá cảm quan cơm: 37

3 Đánh giá chỉ tiêu chất lượng dinh dưỡng 40

3.1.Biến đổi Glucid thóc dự trữ trong quá trình bảo quản: 40

3.2.Biến đổi Protein thóc dự trữ trong quá trình bảo quản: 44

3.3.Biến đổi Lipid thóc dự trữ trong quá trình bảo quản: 45

3.4.Biến đổi vitamin B1 thóc dự trữ trong quá trình bảo quản: 47

3.5 Biến đổi độ chua (độ axit chuẩn độ) thóc dự trữ trong quá trình bảo quản: 49

3.6 Biến đổi Amyloza thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản 52

4 Theo dõi diến biến Khí N 2 trong quá trình bảo quản 53

5 Đánh giá về hiệu quả kinh tế 57

5.1 Chi phí chuẩn bị ban đầu như định mức bảo quản thóc áp suất thấp 57

5.2 Chi phí bảo quản: 58

5.3 Chi phí nhập, xuất: 59

5.4 Giá thóc bán sau bảo quản 59

5.5 Tổng hợp hao hụt thử nghiệm thóc bảo quản 60

5.6 Kéo dài thời gian bảo quản từ 24 tháng lên 36 tháng 61

5.7 Hiệu quả kinh tế : 62

6 Quy trình công nghệ bảo quản thóc đóng bao bổ sung khí N 2 trên 98% áp dụng tại các kho bảo quản thóc dự trữ quốc gia 63

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65

1 Kết luận 65

2 Kiến nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Lương thực là loại hàng hóa thuộc nhu cầu thiết yếu của con người Ở nước

ta, lương thực chủ yếu là thóc gạo có vai trò quan trọng trong đời sống, cũng như tác động tới sản xuất nông nghiệp nói riêng, sự phát triển kinh tế, xã hội nói chung Đối với ngành dự trữ quốc gia (DTQG), công tác bảo quản hàng hóa là một nhiệm vụ trọng tâm, giữ vai trò then chốt, quyết định đến sự thành công trong hoạt động của ngành Hàng DTQG được chia thành nhiều nhóm hàng khác nhau đảm bảo an ninh kinh tế, anh sinh xã hội, trong đó lương thực là mặt hàng chiếm tỷ trọng lớn nhất Lương thực DTQG chủ yếu là thóc gạo được Tổng cục Dự trữ Nhà nước (DTNN) trực tiếp quản lý và công tác bảo quản thóc gạo DTQG được thực hiện khá tốt, ngày một cải tiến về kho tàng và công nghệ, đáp ứng được mục tiêu

và chiến lược của ngành Tuy nhiên, hệ thống kho tồn trữ, bảo quản thóc gạo hiện nay nhìn chung vừa ít về số lượng, vừa nhỏ về năng lực tồn trữ, bảo quản với công nghệ và thiết bị còn lạc hậu Điều này ảnh hưởng rất lớn đến tổn thất sau thu hoạch nói chung và trong bảo quản nói riêng

Đối với mặt hàng thóc, Tổng cục DTNN đang bảo quản theo phương pháp áp suất thấp (bảo quản kín) Phương pháp bảo quản thóc trong điều kiện áp suất thấp đã đánh dấu sự tiến bộ trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ kỹ thuật bảo quản của ngành dự trữ Bản chất của phương pháp là tạo môi trường kín nghèo khí oxy (tạo túi bảo quản lô thóc) bằng cách hút khí trong lô thóc tới một áp suất âm nhất định (980 Pa) Môi trường bảo quản đó đã ức chế quá trình hô hấp của hạt, hạn chế

sự phát triển côn trùng, vi sinh vật gây hại, sự bốc nóng và các quá trình sinh lý sinh hóa bất lợi trong bảo quản; nhưng chưa đạt hiệu quả cao, thời gian lưu kho tối

đa được 24 tháng Việc duy trì nồng độ khí O2 thấp không được lâu dài do có sự chênh giữa áp suất bên trong với bên ngoài màng túi bảo quản, cần phải dùng máy hút khí liên tục Do đó, để thực hiện Chiến lược dự trữ quốc gia với mục tiêu kéo dài thời gian bảo quản thóc lên 1,5 lần nhằm một mặt giảm áp lực nhập, xuất kho

khi đến hạn đổi hàng, một mặt giảm được chi phí nhập, xuất và kê lót, cần tìm giải pháp duy trì được môi trường nghèo oxy hiệu quả, cho chất lượng bảo quản tốt Xuất phát từ thực tiễn trên, tác giả hướng đến nghiên cứu thử nghiệm bảo quản thóc trong môi trường có bổ sung khí trơ (khí nitơ (N2), khí các-bo-níc (CO2)) Qua tìm hiểu và so sánh hiệu quả giữa khí N2 và khí CO2, tác giả đề xuất đề tài

“Nghiên cứu bảo quản thóc dự trữ quốc gia đóng bao trong môi trường khí nitơ, thời gian bảo quản 36 tháng tại Miền Bắc và Miền Trung, Tây Nguyên nâng cao hiệu quả kinh tế trong bảo quản thóc DTQG” làm cơ sở hoàn thiện công nghệ bảo quản thóc hiện hành đáp ứng chiến lược DTQG đến năm 2020

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

Trong sản xuất nông nghiệp cùng với việc tăng năng suất, chất lượng và sản lượng cây trồng, tổn thất sau thu hoạch là một vấn đề quan trọng Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO), tổn thất sau thu hoạch diễn ra ở tất cả các khâu thu hoạch, đập tuốt, phơi sấy, vận chuyển và bảo quản với tỷ lệ thất thoát 10-37% tại khu vực Đông Nam Á, trong đó ở giai đoạn bảo quản tỷ lệ này có thể lên đến 6% khi ở điều kiện bảo quản nghèo nàn [27] Đối với Việt Nam, hằng năm riêng lúa gạo ở Đồng bằng sông Cửu Long sản xuất ra 20-22 triệu tấn nhưng tỷ lệ thất thoát lên 10-12%, tương đương khoảng 3.000 – 3.500 tỷ đồng [28] Theo đó, mục tiêu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đến năm 2020 tổn thất sau thu hoạch đối với lúa gạo chỉ còn khoảng 5-6% [29] Yếu tố quan trọng để đạt mục tiêu này là áp dụng công nghệ và cơ giới hóa trong các khâu của quy trình sản xuất Trong bảo quản, tổn thất của nông sản nói chung, của lương thực nói riêng biểu hiện ở hai dạng: sự hao hụt trọng lượng và suy giảm

về chất lượng Sự hao hụt về trọng lượng xảy ra do hậu quả của quá trình bốc hơi nước một phần, còn phần lớn là do hạt hô hấp làm chất khô mất đi, do côn trùng gây hại Hao hụt về chất lượng hay còn là sự suy giảm chất lượng xảy ra cơ bản do những quá trình bất lợi như sự nảy mầm sớm, sự hô hấp và do những biến đổi hóa sinh, sự phá hủy hạt của côn trùng, tác động của vi sinh vật sinh ra các sản phẩm thứ cấp (độc tố) Sự hao hụt này không thể tránh khỏi trong bảo quản nhưng có thể kiểm soát và hạn chế tối đa những tổn thất có thể xảy ra khi tác động, can thiệp vào những yếu tố khởi phát chính

Sự gây hại của côn trùng trong bảo quản khá lớn, dẫn đến hao hụt cả về trọng lượng và chất lượng Côn trùng là động vật biến nhiệt nên nhiệt độ cơ thể phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện môi trường Tùy từng loại côn trùng, ngưỡng nhiệt độ tối ưu để phát triển, sinh sản có khác nhau Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra khi nhiệt độ trong kho bảo quản nông sản xuống mức 130C, côn trùng ngừng các hoạt động sinh lý, sinh sản

Thóc là một vật thể sống do vậy quá trình hô hấp của hạt vẫn được duy trì Hoạt động hô hấp của hạt có đặc điểm đặc trưng khác hẳn hô hấp của động vật vì trong điều kiện có oxy hay không có oxy hạt vẫn hô hấp được Nếu khối hạt thông thoáng, hạt có đủ oxy thì quá trình hô hấp hiếu khí xảy ra Ngược lại, nếu hạt bảo quản trong môi trường kín, lượng oxy sử dụng hết, lượng CO2 tích tụ, tăng dần làm cho hô hấp của hạt bị hạn chế Kết quả là chất lượng của khối hạt suy giảm do đặc tính của hạt thay đổi, đồng thời đây là một trong những nguyên nhân chính gây tổn thất sau thu hoạch của lương thực Khi hô hấp, các chất dinh dưỡng của hạt bị oxy hóa tạo năng lượng, một phần năng lượng đó cung cấp cho các tế bào để duy trì sự sống, phần lớn năng lượng còn lại thoát ra môi trường xung quanh Với thóc, quá trình hô hấp làm tiêu hao tinh bột là chủ yếu Sản phẩm cuối cùng của quá trình hô hấp hiếu khí là CO2 và nước; sản phẩm cuối cùng của hô hấp yếm khí là CO2 và rượu Lượng nhiệt tỏa ra trong hô hấp hiếu khí lớn hơn nhiều lần hô hấp yếm khí

Phương trình tổng quát biểu diễn hoạt động hô hấp như sau:

- Hô hấp hiếu khí (khi hạt có đủ O2)

Trong điều kiện bảo quản hạt (hoặc nông sản khác) nếu tỷ lệ oxy trong không khí chiếm 21% thể tích thì hạt có thể hô hấp hiếu khí Sản phẩm cuối cùng của hô hấp hiếu khí là oxy hóa hoàn toàn chất khô thành CO2 và H2O Trong quá trình này chủ yếu là glucid và chất béo bị oxy hóa

Đối với glucid:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 686Kcal Như vậy 1g chất glucid bị oxy hóa hoàn toàn phải hấp phụ 0,7471 oxy và thải ra 0,7471 CO2 hay dùng 11 oxy để oxy hóa hoàn toàn 1,488 glucid thì sẽ thải ra 1l CO2 và nhiệt lượng bằng 5,04 Kcal

Đối với chất béo:

Ví dụ quá trình hô hấp hiếu khí phân hủy chất béo (axit tripanmitin) sẽ tiến hành theo phương trình sau:

(C15H31COO)3C3H5 + 72,5O2 51CO2 + 49H2O + 7616,7Kcal

Như vậy một phân tử gam Tripaniritin tức là 806,8g nếu oxy hóa hoàn toàn cần 16241 oxy sẽ thải ra 1142,41 CO2 và tỏa ra nhiệt lượng bằng 7616,7 Kcal Hoặc dùng 11 oxy để oxy hóa hoàn toàn thì oxy hóa được 0,347g tripanmitin và tỏa ra nhiệt lượng 4,69 Kcal

Qua hai phương trình tổng quát trên ta thấy lượng CO2 và nhiệt lượng thải ra phụ thuộc vào chất bị oxy hóa và nếu như hạt dùng chất béo để phân hủy thì nhiệt lượng tỏa ra sẽ nhiều hơn khi dùng glucid

- Hô hấp yếm khí (nếu không đủ O2)

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + Q (Q= 28Kcal) Nguyên nhân của quá trình hô hấp là do hoạt động của các hệ men mà chủ yếu là 2 nhóm men oxy hóa khử: dehydrogenaza và oxydaza có sẵn trong hạt Dehydrogenaza tách H2 ra khỏi các hợp chất hữu cơ, oxydaza oxy hóa tiếp sản phẩm đó Trong thực tế bảo quản có thể đồng thời tồn tại cả 2 dạng hô hấp, vì vậy

để biểu thị dạng hô hấp người ta dùng hệ số hô hấp K, là tỷ số của lượng phân tử hay thể tích khí CO2 thoát ra với số lượng phân tử hay thể tích khí O2 tiêu tốn trong cùng thời gian của quá trình hô hấp Hệ số hô hấp của khối hạt còn phụ thuộc vào độ ẩm của hạt Nếu độ ẩm cao dẫn đến hệ số K giảm vì độ ẩm cao vi sinh vật phát triển mạnh nên tiêu thụ nhiều O2 Khi bảo quản lô hạt lớn, hệ số hô hấp trong toàn lô không đồng nhất do ảnh hưởng của tính chất vật lý Theo đó, khu vực có nhiều CO2 tích tụ sẽ dần chuyển sang hô hấp yếm khí; khu vực thoáng, hạt vẫn duy trì hô hấp hiếu khí

Ảnh hưởng của quá trình hô hấp với lương thực trong bảo quản gồm: tổn hao chất khô, tăng độ ẩm của khối hạt và độ ẩm không khí trong kho, làm thay đổi thành phần không khí và tăng nhiệt độ của khối hạt Lượng nhiệt thoát ra trong quá trình hô hấp phụ thuộc vào chất bị oxy hóa và dạng hô hấp Quá trình hô hấp càng mạnh thì lượng nhiệt, hơi nước, CO2 thoát ra càng nhiều Hạt có tính hấp thụ nước

do đó độ ẩm của hạt tăng lên, khi độ ẩm càng tăng thì quá trình hô hấp càng mạnh, đồng thời tạo điều kiện cho vi sinh vật và côn trùng phát triển Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình hô hấp một phần cung cấp cho hoạt động của mọi tế bào hạt, phần

còn lại tỏa ra môi trường xung quanh Do khối hạt dẫn nhiệt kém nên nhiệt không thoát ra ngoài được, tích tụ dần dần dẫn tới quá trình tự bốc nóng Lượng CO2 do hạt hô hấp sinh ra càng tăng thì từ hô hấp hiếu khí chuyển sang hô hấp yếm khí, đồng thời sinh ra rượu Đây là một trong những tác nhân ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của hạt

1 Nghiên cứu công nghệ bảo quản lương thực nước ngoài

Dựa vào nguyên lý trên, công nghệ bảo quản là một trong những mắt xích

để tác động, điều chỉnh hạn chế tổn thất sau thu hoạch Sự phát triển của khoa học

và kỹ thuật đã tạo ra nhiều bước đổi mới về công nghệ; ban đầu là bảo quản thoáng

tự nhiên với yêu cầu tiên quyết để kiểm soát là độ ẩm của sản phẩm (bảo quản khô), phát triển lên bảo quản kín, bảo quản lạnh, bảo quản có sử dụng hóa chất, bảo quản trong môi trường có khí quyển điều chỉnh

Trong bảo quản hạt nói chung, lương thực nói riêng, độ ẩm là yếu tố then chốt trong bảo quản Nếu trong hạt không có hoặc có rất ít nước tự do thì quá trình sinh lý xảy ra chậm, hô hấp của hạt yếu, vi sinh vật và côn trùng khó phát triển Vì vậy, khối hạt có độ ẩm thấp sẽ bảo quản được lâu Bảo quản thoáng tự nhiên được cho là bảo quản sơ khai, ban đầu, thường ở quy mô nhỏ, hộ gia đình, thời gian bảo quản ngắn

Từ bảo quản thoáng lên bảo quản kín đã giảm đáng kể tổn thất trong bảo quản, theo Hodges, Buzby and Bennett (2011), tổn thất từ 2-6% trong bảo quản thoáng xuống còn khoảng 1-2% đối với kho kín [17]

Hiện nay bảo quản kín vẫn đang được sử dụng rộng rãi mặc dù phương pháp này được biết đến từ cách đây 2500 năm dưới hình thức sơ khai là các trum vại có trát sáp ong của người Hy Lạp Cơ sở của phương thức bảo quản kín là điều kiện

ẩm độ và nhiệt độ được duy trì ổn định, nồng độ khí oxy giảm xuống thấp và khí các bo níc (CO2) tăng cao, dẫn đến ức chế quá trình hô hấp của hạt và côn trùng, vi sinh vật có trong đó Kết quả các quá trình sinh lý sinh hóa của hạt giảm xuống mức tối thiểu; côn trùng, nấm men mốc không thể phát triển được Với phương

thức bảo quản kín, các nghiên cứu đã tập trung vào khả năng phòng chống côn trùng, tỷ lệ nảy mầm của hạt giống, tỷ lệ thu hồi gạo nguyên Ở một thời gian bảo quản xác định (9 tháng), tỷ lệ nảy mầm theo phương thức bảo quản kín tương đương với phương thức bảo quản lạnh Khảo sát này đã được thực hiện trên giống lúa lai Mestizo 1 qua các phương pháp tồn trữ khác nhau bởi Phòng Nghiên cứu và Phổ biến sau thu hoạch Phi-líp-pin và Viện Nghiên cứu lúa Phi-líp-pin Một số nghiên cứu khác trên các loại hạt giống khác nhau (lúa dài ngày của Băng-la-đét

và Campuchia; lúa mỳ, lúa mạch ở Cyprus và Israel) cho thấy các hạt giống này vẫn giữ được tỷ lệ nảy mầm 81 – 95% sau 90 ngày ở phương pháp bảo quản kín Phương pháp bảo quản kín đã giúp Phi-líp-pin phát triển hạt giống lúa lai mà loại hạt này nhanh mất sức nảy mầm [23] Khi kéo dài thời gian bảo quản, tỷ lệ nảy mầm của hạt giống tồn trữ bằng phương pháp bảo quản kín vẫn rất khả quan; sau 6 tháng đạt 90%, sau 12 tháng đạt 63% trong khi phương pháp bảo quản thoáng tỷ lệ này lần lượt là 51% và 8% (kết quả khảo sát tại Campuchia) Các kết quả nghiên cứu thực hiện tại Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) đã khẳng định với phương pháp bảo quản kín, hạt có thể tồn trữ tốt đến 18 tháng Áp dụng đối với bảo quản lúa thương phẩm và gạo, IRRI đã cho thấy tồn trữ bằng phương pháp bảo quản kín làm tăng tỷ lệ gạo nguyên Tại Campuchia tỷ lệ này tăng 10% (thu được 75 - 80% gạo nguyên) so với phương pháp bảo quản thông thường khi tồn trữ trên 12 tháng [27] Với các ưu điểm này, phương pháp bảo quản kín đã được phổ biến triển khai tại các nước Băng-la-đét, Campuchia, Ấn Độ, Indonesia, Lào, Mi-an-ma, Phi-líp-pin và Thái Lan [23]

So với công nghệ bảo quản kín, bảo quản lạnh cho hiệu quả cao hơn, ổn định hơn Tuy nhiên vì giá thành khá đắt nên thường được sử dụng ở các nước có kinh tế phát triển và để bảo quản hạt giống, rau quả, thực phẩm là chính Bản chất của phương thức bảo quản này là duy trì nhiệt độ thấp (nhiệt độ thấp nhất có thể tương ứng với thủy phần hạt) Tuy nhiên, việc duy trì nhiệt độ thấp gặp nhiều khó khăn ở vùng khí hậu nóng đồng thời có thể làm hư hỏng hoặc tổn thương lạnh đối với sản phẩm bảo quản Tại Trung Quốc, công nghệ bảo quản lạnh đã được triển

khai áp dụng trong bảo quản thóc gạo dự trữ quốc gia để tận dụng những tháng mùa đông lạnh giá

Từ khi công nghệ bảo quản kín được triển khai rộng rãi, các nhà khoa học

đã nghiên cứu phát triển lên công nghệ bảo quản trong môi trường có khí quyển điều chỉnh để bảo quản lương thực, thực phẩm chế biến Bảo quản bằng phương pháp điều chỉnh khí quyển là một trong những phương pháp bảo quản thực phẩm duy trì chất lượng tự nhiên của thực phẩm để kéo dài tuổi thọ sản phẩm Việc vận dụng khí quyển để bảo vệ các sản phẩm lưu trữ như ngũ cốc đã được nghiên cứu

và ứng dụng rộng rãi trong hơn 30 năm qua Trong các tài liệu, thuật ngữ khí quyển biến đổi (Modified Atmosphere - MA) và khí quyển kiểm soát (Control Atmosphere - CA) được sử dụng thay thế cho nhau, chỉ khác nhau dựa trên mức độ kiểm soát các thành phần khí quyển; CA ở mức kiểm soát chặt chẽ hơn, liên tục trong suốt thời gian lưu trữ [23] Khí quyển biến đổi (MA) hoặc khí quyển kiểm soát (CA) đã thay thế cho việc sử dụng hóa chất xông hơi trong bảo quản truyền thống để kiểm soát côn trùng gây hại trong bảo quản ngũ cốc, hạt có dầu, các mặt hàng chế biến, và một số thực phẩm đóng gói khi lưu kho Khí quyển điều biến cũng ngăn chặn sự phát triển nấm và duy trì chất lượng sản phẩm Thời gian tồn trữ các sản phẩm thực phẩm được kéo dài đáng kể do làm giảm cường độ hô hấp của sản phẩm thực phẩm và hoạt động của côn trùng hoặc vi sinh vật trong thực phẩm

Bảo quản khí quyển biến đổi (MA) được đưa ra làm thuật ngữ chung để chỉ tất cả các trường hợp mà ở đó thành phần không khí trong khí quyển hay áp suất từng phần trong các bao kín đã được điều chỉnh để tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm soát côn trùng Trong khí quyển biến đổi (MA), thành phần khí quyển trong bao kín đã được xử lý có thể thay đổi trong suốt thời gian bảo quản MA là loại hình khí quyển điều chỉnh có thể áp dụng để bảo quản hạt ngũ cốc Phương pháp này lợi dụng kết cấu kín hoàn toàn cho phép côn trùng và sinh vật hiếu khí khác trong sản phẩm hoặc bản thân các sản phẩm đó để tạo ra khí quyển biến đổi bằng cách giảm nồng độ khí oxy (O2) và tăng lượng khí các-bo-níc (CO2) do trao đổi

chất thông qua hô hấp Hô hấp của các sinh vật sống trong tồn trữ (côn trùng, nấm)

và ngũ cốc tiêu thụ oxy (O2), giảm từ gần 21% trong không khí xuống 1-2%, trong khi sản lượng của khí cacbonic (CO2) tăng lên từ môi trường xung quanh 0.035 % đến gần 20% Đây là môi trường để tiêu diệt côn trùng gây hại và ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí; cơ bản duy trì chất lượng hạt trong thời gian dài bảo quản

Công nghệ này có nhiều ưu điểm như kéo dài thời gian bảo quản hơn, hạn chế phát triển của côn trùng và nhiễm nấm mốc…Ở Trung Quốc từ năm 1980 đã tiến hành bảo quản thóc đổ rời và đóng bao ở trạng thái kín có bổ sung khí CO2cho hàng ngàn tấn thóc và thu được kết quả khả quan; sau 24 tháng bảo quản, chất lượng thóc tốt, tỷ lệ hao hụt giảm so với bảo quản thông thoáng Việc nạp bổ sung khí trơ (CO2) vào môi trường bảo quản kín đã được BULOG (Cơ quan Hậu cần quốc gia Indonesia) bắt đầu triển khai đối với gạo từ năm 1984 ở quy mô nhỏ Việc triển khai trên 6400 tấn gạo đạt kết quả tốt cho thấy khả năng áp dụng được công nghệ này trên một quy mô lớn, cho một khối hạt lớn Hiện nay, công nghệ này vẫn sử dụng ở các kho lớn tập trung của BULOG bảo quản 2 - 3 triệu tấn gạo mỗi năm [25] Ở Thái Lan, theo nghiên cứu bảo quản gạo đóng bao ở trạng thái kín có nạp khí CO2, kết quả sau 6 tháng bảo quản cho thấy không có côn trùng sống, nấm mốc giảm, không có độc tố aflatoxin, chất lượng giảm không đáng kể Cho đến nay, hầu hết các nước trong khu vực như Malaysia, Philippines, Úc, Hồng Kông, Mi-an-ma…có sản xuất lúa gạo đều áp dụng công nghệ bảo quản kín có bổ sung khí trơ để bảo quản gạo[23]

Bên cạnh việc sử dụng khí CO2, khí N2 được sử dụng trong bảo quản kín ở một vài nước như Philippines hay Indonesia từ những năm 80 – 90 với hiệu quả được ghi nhận trong kéo dài thời gian bảo quản Kết quả thí nghiệm của Shejbal (1980) cho rằng, khi nồng độ của N2 cao không gây ra những biến đổi sinh hóa ngược làm biến đổi cảm quan ở hạt khô đã bảo quản thời gian dài như khí CO2 ở nồng độ cao trên 60%; thậm chí quá trình biến đổi cảm quan và suy giảm chất lượng của hạt có độ ẩm cao bảo quản trong môi trường khí CO2 sẽ xảy ra nhanh

hơn Bên cạnh đó, so với khí N2, khí CO2 được coi là một khí trơ không hoàn toàn,

có thể hỗ trợ cho sự sinh trưởng của một vài loài vi sinh vật gây hại không mong muốn trong quá trình bảo quản [24] Do vậy, để sử dụng trong bảo quản thời gian dài, khí N2 có ưu thế hơn

Từ những năm 60 của thế kỷ trước, Trung Quốc đã tiến hành nghiên cứu bảo quản hạt ở điều kiện nồng độ O2 thấp, trong môi trường kín hay trong môi trường có khí quyển điều chỉnh bằng cách nạp bổ sung khí N2 Với kết quả phòng trừ côn trùng gây hại hiệu quả, năm 2012 nước này đã triển khai trên quy mô lớn, bảo quản 10 triệu tấn lương thực trong môi trường điều chỉnh có nạp khí N2[18],[21]

Các nghiên cứu trước đây đã thử nghiệm trên nhiều môi trường nồng độ N2khác nhau Theo đó, để thời gian bảo quản kéo dài thì nồng độ N2 khuyến cáo khoảng 96% và nồng độ O2 khoảng 4% Khi tiếp cận về khả năng diệt trừ sinh vật gây hại, kết quả cho thấy nồng độ N2 ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tiêu diệt

Cụ thể, khi nghiên cứu hiệu quả khống chế 2 loài côn trùng gây hại Sitophilus zeamais Motschulsky và Rhizopertha dominica (Fab.), thời gian trung bình để tiêu diệt con trưởng thành tương ứng là 5,57 ngày và 10,94 ngày ở nồng độ N2 98-100%; 6,55 ngày và 68,40 ngày ở nồng độ 96-98% [18] Nghiên cứu khác cũng chỉ

ra, nồng độ N2 càng cao thời gian để diệt trừ sinh vật gây hại càng rút ngắn Bên cạnh đó, nhiệt độ khối hạt cũng là yếu tố cộng hưởng trong hiệu quả phòng trừ sinh vật gây hại; nồng độ N2 trên 95% ghi nhận không có hiệu quả khi nhiệt độ khối hạt 250C, nhưng ở 300C thời gian trung bình để tiêu diệt sinh vật gây hại là 60 ngày; ở các nồng độ 96-98% và trên 98% kết quả tương ứng là 70 ngày và 28 ngày

ở 250C, rút ngắn thời gian xuống còn 21 ngày và 14 ngày khi nhiệt độ khối hạt ở

300C Như vậy, việc sử dụng khí N2 trong bảo quản lương thực ở các nước khí hậu nhiệt đới là phù hợp và cho hiệu quả cao trong phòng trừ sinh vật gây hại, một trong những yếu tố chính gây tổn thất sau thu hoạch [18]

Khi nghiên cứu bảo quản đậu trong môi trường khí N2, Babarina và cộng sự

đã chỉ ra rằng, ngoài hiệu quả trong diệt trừ côn trùng, chất lượng cũng bị suy giảm

ít, cụ thể a xít béo tự do tăng từ 2,60% lên 6,51% trong khi ở điều kiện bình thường (đối chúng) tỷ lệ này lên đến 58,6% Tỷ lệ hạt nảy mầm sau 12 tháng bảo quản cao, đạt 85% [22]

Khi nghiên cứu về khả năng diệt trừ nấm mốc gây hại trong bảo quản, một

số tác giả đã chỉ ra rằng, khi nồng độ O2 của khối hạt nhỏ hơn 2%, hầu hết nấm mốc không thể sinh sản được Tuy nhiên, một số loài cá biệt vẫn có thể sinh trưởng trong môi trường nghèo oxy và chỉ trong môi trường thuần khí N2 mới ức chế được những loài nấm mốc này [18]

Cũng nghiên cứu về khía cạnh phòng trừ sinh vật gây hại trong bảo quản quy

mô phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu của trường Đại học Murdoch (Úc) cho thấy để đạt hiệu quả cao trong phòng trừ cần thiết lập và duy trì được môi trường bảo quản với nồng độ N2 khoảng 98% Khi đó, chất lượng sản phẩm bảo quản tốt, sạch và không có tồn dư thuốc bảo vệ thực vật; chi phí bảo quản dưới 1$/tấn hàng Như vậy, phương pháp bảo quản này an toàn, có tính khả thi cao có thể thực hiện được trên quy mô lớn [22]

Nhằm giảm nồng độ khí O2 trong môi trường bảo quản gạo xuống mức nhỏ hơn hoặc bằng 2%, Zeng L và cộng sự (2012) đã thử nghiệm trong 3 môi trường

là bổ sung khí N2 hoàn toàn, sử dụng chất khử oxy và sử dụng chất khử kết hợp với bổ sung khí N2 Kết quả cho thấy cả 3 môi trường đều kiểm soát được côn trùng gây hại; chất lượng nấu nướng ở 3 môi trường thí nghiệm đều cho kết quả tốt hơn so với đối chứng Các biến đổi về cảm quan, màu sắc, độ ẩm, độ chua không

có hiệu quả rõ rệt [26]

2.Tình hình nghiên cứu trong nước

Việt Nam là một trong những nước có sản lượng lương thực cao, tuy nhiên vấn đề tổn thất sau thu hoạch lại không hề nhỏ Điều kiện kho tàng hạn chế, công nghệ bảo quản chưa hiện đại, Việt Nam lại nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm nên việc bảo quản lương thực, duy trì chất lượng thóc gạo, tránh sự mất mát về số lượng và hư hỏng về chất lượng gặp rất nhiều khó khăn

Đối với lương thực nói chung, thóc gạo nói riêng phương thức bảo quản thay đổi theo từng điều kiện kho tàng, mục đích và thời gian lưu trữ Với mục tiêu khống chế sâu mọt trong bảo quản thóc, một trong những nguyên nhân chính gây tổn thất sau thu hoạch cũng như suy giảm chất lượng trong bảo quản, Trần Thị Mai

và cộng sự, Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch (2008) đã thành công với phương pháp sử dụng silicagen Đây là một phương pháp đơn giản, hiệu quả diệt mọt, côn trùng cao với thời gian hiệu lực của thuốc kéo dài, đặc biệt rất an toàn đối với người và gia súc Tuy nhiên phương pháp này mới chỉ nghiên cứu ở quy mô hộ gia đình và thời gian tồn trữ ngắn (6 tháng) [31] Với công nghệ bảo quản trong môi trường có khí quyển điều chỉnh, năm 2003 Viện nghiên cứu lúa Đồng bằng Sông Cửu Long đã khảo nghiệm để đánh giá chất lượng thóc bảo quản trên tiêu chí xem xét tỷ lệ gạo nguyên Kết quả cho thấy phương pháp này làm tăng tỷ lệ gạo nguyên 4 - 5% sau thời gian bảo quản 6 tháng [ ]

Với ưu điểm của công nghệ bảo quản kín đã được các nước trong khu vực triển khai từ những năm 80, Tổng cục DTNN đã từng bước nghiên cứu, áp dụng công nghệ bảo quản lương thực cho phù hợp Cuối những năm 90 ngành DTQG đã triển khai ứng dụng bảo quản gạo trong môi trường kín có bổ sung khí CO2 hoặc khí N2 [11],[12],[13] Hiện nay trong ngành vẫn thực hiện hai phương pháp bảo quản này, tuy nhiên thời gian tới có xu hướng khuyến khích các đơn vị thực hiện bảo quản gạo trong môi trường bổ sung khí Nitơ Mặc dù, nồng độ khí N2 mới chỉ được duy trì ở mức 95-96% với thời gian lưu kho 12 tháng nhưng cũng có nhiều

ưu điểm so với bảo quản bằng khí CO2

Đối với thóc, trước năm 2005, ngành DTNN chủ yếu bảo quản thóc theo phương pháp cổ truyền, đó là đóng bao xếp lô (đối với các tỉnh Miền Nam) hoặc

đổ rời trong kho cuốn, kho tiệp, kho A1 (đối với các tỉnh Miền Bắc) và để thông thoáng tự nhiên Với việc học tập và áp dụng công nghệ bảo quản kín của BULOG, trong ngành đã tiến hành một số nghiên cứu thử nghiệm Khởi đầu là dự trữ nhà nước khu vực Đông Bắc, năm 2007 đã triển khai thử nghiệm và thành công với công nghệ bảo quản trong môi trường kín - áp suất thấp đổ rời đối với thóc

DTQG Côn trùng gần như không có trong quá trình bảo quản sau khi phủ màng kín và hút khí duy trì môi trường bảo quản áp suất âm [2],[10] Từ đó đến nay công nghệ bảo quản kín đang từng bước được cải tiến, triển khai trong toàn ngành,

bỏ dần công nghệ bảo quản thoáng tự nhiên Theo hướng phát triển công nghệ bảo quản kín với phương thức thóc được đóng bao xếp lô, Cục DTNNKV Hà Bắc đã triển khai thử nghiệm bảo quản 150 tấn thóc dự trữ Kết quả sau 20 tháng bảo quản

đã cho thấy, không có hiện tượng đọng sương, nấm men, nấm mốc; gạo xát ra sáng màu, giữ được mùi vị đặc trưng của sản phẩm Đặc biệt tỷ lệ hao hụt thấp từ 0,64 – 0,81% [4] Một số nghiên cứu khác cũng có kết quả tương tự, bảo quản trong môi trường áp suất thấp cho chất lượng tốt, hạn chế nhiều hiện tượng đọng sương trong giai đoạn giao mùa khu vực miền Bắc và Bắc Trung Bộ [7],[14]

Trên nền tảng công nghệ bảo quản kín, một số đề tài đã nghiên cứu thử nghiệm sử dụng chất khử oxy để xác định nồng độ oxy trong kho ở khoảng thích hợp đối với bảo quản thóc đồng thời tạo môi trường không khí nghèo oxy, đưa cường độ hô hấp của khối hạt về mức thấp nhất để duy trì chất lượng của hạt Nồng độ oxy được xác định khoảng 2% là nồng độ thích hợp nhất trong bảo quản thóc Kết quả này được cho là phù hợp với các kết quả nghiên cứu khác [3],[14] Căn cứ vào từng mục đích mà các nghiên cứu trước đây tiến hành khảo sát trên các tiêu chí khác nhau Chủ yếu đã đánh giá về chất lượng thóc gạo, các yếu tố gây suy giảm chất lượng thóc gạo trong chu kỳ bảo quản đang thực hiện [6] Một số nghiên cứu của Trung tâm Bồi dưỡng nghiệp vụ DTNN đã tập trung đánh giá về tỷ

lệ côn trùng; thủy phần hạt và sự suy giảm chất lượng trên một số chỉ tiêu như tỷ lệ hạt vàng, tỷ lệ gạo lật, sự biến đổi độ chua, đánh giá cảm quan cơm Kết quả cho thấy thóc, gạo đều bị suy giảm chất lượng theo thời gian tồn trữ; sau 12 tháng mức

độ biến đổi nhanh [5],[16]

Trên cơ sở đã thành công với thử nghiệm kéo dài thời hạn lưu kho 24 tháng đối với gạo dự trữ quốc gia bảo quản trong môi trường khí nitơ trên 98% với độ suy giảm các chỉ tiêu vật lý, dinh dưỡng rất ít, tác giả tiếp cận thử nghiệm trên thóc DTQG [15] Thóc có lớp vở trấu nên đây được cho là ưu điểm, lợi thế làm tăng

khả năng tồn trữ trong cùng điều kiện bảo quản so với gạo Theo đó, tác giả tiến hành theo dõi, đánh giá sâu chất lượng thóc bảo quản về các chỉ tiêu cơ lý, sinh hóa, dinh dưỡng và khảo sát khả năng lưu kho tối ưu trong môi trường bảo quản khí nitơ được thiết lập và duy trì ở nồng độ cao trên 98%

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu là thóc dự trữ quốc gia đáp ứng tiêu

chuẩn chất lượng theo QCVN 14: 2014/BTC Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với

thóc dự trữ quốc gia, áp dụng tại khu vực Miền Bắc và Miền Trung, Tây Nguyên

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

2.1.1 Địa điểm nghiên cứu

- Chọn Chi cục dự trữ Việt Yên, Cục DTNNKV Hà Bắc có thóc nhập kho

vụ Đông Xuân năm 2015, áp dụng bảo quản theo hình thức đóng bao

- Bố trí 03 ngăn kho thử nghiệm gồm C1.3, C2.4, C4.6; tích lượng kho 80 tấn 03 ngăn kho bảo quản bổ sung khí N2 được duy trì liên tục ở nồng độ thử nghiệm trên 98%

- Một ngăn kho đối chứng C3.6; tích lượng kho 80 tấn Thực hiện bảo quản trong điều kiện áp suất thấp

- Thí nghiệm bắt đầu tháng 6/2015

2.1.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

- Lấy mẫu để phân tích theo TCVN 9027:2011 Ngũ cốc và sản phẩm ngũ cốc – Lấy mẫu

Mẫu được niêm phong, gửi phân tích ngay sau khi lấy mẫu

- Phân tích, đánh giá diễn biến chất lượng thóc tại 9 thời điểm (ban đầu; sau

6 tháng, 12 tháng, 18 tháng, 24 tháng, 27 tháng, 30 tháng, 33 tháng, 36 tháng) thông qua các chỉ tiêu sau:

+ Xác định chỉ tiêu cơ lý: Thủy phần hạt, tạp chất, tỷ lệ hạt vàng, hạt bạc phấn, hạt không hoàn thiện;

+ Xác định hàm lượng amylose;

+ Độ chua (độ axit chuẩn độ);

+ Đánh giá cảm quan cơm để xác định sự biến đổi chất lượng nấu nướng; + Sự suy giảm hàm lượng các chất dinh dưỡng chính (protein, lipid, glucid)

và vitamin B1

- Mẫu thóc được phân tích tại phòng Vilab 628 thử nghiệm thóc, gạo của Trung tâm Bồi dưỡng nghiệp vụ DTNN và tại Viện kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm quốc gia

2.1.3 Các phương pháp phân tích xử lý số liệu:

a) Phương pháp thống kê mô tả;

- Chúng ta có 4 phương pháp thống kê mô tả, đó là: Thu thập và xử lý số liệu, điều tra chọn mẫu, nghiên cứu mối liên hệ giữa các hiện tượng và dự đoán

Nghiên cứu các hiện tượng trong hoàn cảnh không chắc chắn

- Trong thực tế, có nhiều hiện tượng mà thông tin liên quan đến đối tượng nghiên cứu không đầy đủ mặc dù người nghiên cứu đã có sự cố gắng Ví dụ như nghiên cứu về nhu cầu của thị trường về một sản phẩm ở mức độ nào, tình trạng của nền kinh tế ra sao, để nắm được các thông tin này một cách rõ ràng quả là một điều không chắc chắn

+ Điều tra chọn mẫu

- Trong một số trường để nghiên cứu toàn bộ tất cả các quan sát của tổng thể là một điều không hiệu quả, xét cả về tính kinh tế(chi phí, thời gian) và tính kiệp thời, hoặc không thực hiện được.chính điều này đã đặc ra cho thống kê xây dựng các phương pháp chỉ cần nghiên cứu một bộ phận của tổng thể mà có thể suy luận cho hiện tượng tổng quát mà vẫn đảm bảo độ tin cậy cho phép đó là phương pháp điều tra chọn mẫu

+ Nghiên cứu mối liên hệ giữa các hiện tượng:

- Giữa các hiện tượng thông thường có mối liên hệ với nhau ví dụ: mối liên hệ giữa chi tiêu và thu nhập; mối liên hệ giữa lượng vốn vay và các yếu tố tác động đến lượng vốn vay như chi tiêu, thu nhập, trình độ học vấn; mối liên hệ tốc độ phát triển với tốc độ phát triển của các ngành, lạm phát, tốc độ phát triển dân số sự hiểu biết về mối liên hệ giữa các hiện tượng rất có ý nghĩa, phục vụ cho quá trình

- Dự đoán dựa vào nội suy và dựa vào ngoại suy:

Dự đoán nội suy là chúng ta dựa vào bản chất của hiện tượng để suy luận Ví dụ như chúng ta xem xét mối liên hệ giữa lượng sản phẩm sản xuất ra phụ thuộc các yếu tố đầu vào như vốn, lao động và trình độ khoa học kỹ thuật

Dự đoán dựa vào ngoại suy là chúng ta chỉ quan sát sự biến động của hiện tượng trong thực tế, tổng hợp lại thành quy luật và sử dụng quy luật này để suy luận, dự đoán sự phát triển của hiện tượng Ví dụ như để đánh giá kết quả hoạt động của một công ty người ta xem xét kết quả hoạt động kinh doanh của họ qua nhiều năm Ngoài ra, người ta còn có thể phân chia dự báo thống kê ra thành nhiều loại khác

- Phương pháp thống kê so sánh;

+ Phương pháp so sánh bằng số tuyệt đối Là kết quả của phép trừ giữa trị số của phân tích với kỳ gốc của chỉ tiêu kỹ thuật Ví dụ để so sánh tỷ lệ hạt lẫn của tháng thứ 6 và tháng thứ 12 để so sánh sự biến đổi của tỷ lệ này để đánh giá độ của tỷ lệ này để có các biện pháp khắc phục

+ Phương pháp so sánh bằng số tương đối là tỷ lệ phần trăm của chỉ tiêu phân tích so với chỉ tiêu gốc, là kết quả của phép chia giữa trị số của kỳ phân tích so với

kỳ gốc ban đầu của các chỉ tiêu kỹ thuật

- Phương pháp thống kê tương quan;

Phương pháp tương quan chỉ xét quan hệ giữa hai biến, trong khi đó hồi quy thường xét phương trình gồm nhiều biến độc lập và 1 biến phụ thuộc, là sự tác động đồng thời của nhiều biến lên 1 biến

Phân tích tương quan trước hết là đo mức độ kết hợp tuyến tính giữa các biến Ví dụ: mức độ quan hệ giữa nghiện thuốc là và ung thư phổi, giữa kết quả thi môn Lý

và môn Toán, mối tương quan giữa nồng độ khí N2 với các chất của gaoj… Nhưng phân tích hồi quy lại ước lượng hoặc dự báo một biến (biến phụ thuộc) trên cơ sở giá trị đã cho của các biến khác (biến độc lập)

Tóm lại, thống kê thì tương quan (hay nói cách khác điều kiện để chạy hồi quy thì trước hết biến độc lập và phụ thuộc phải tương quan), còn biến độc lập và phụ thuộc có tương quan với nhau thì chưa chắc kết quả hồi quy có ý nghĩa thống kê

- Xử lý số liệu thực nghiệm bằng excel và SPSS

+ Việc xử lỹ số liệu thực nghiệm hiện nay dùng các bộ công cụ cơ bản của excel

để nhập dữ liệu và vẽ các biểu đồ quan hệ các thông số cơ bản của với dữ liệu nhỏ + Đối với mẫu số liệu lớn, cần nhập liệu bằng phần mềm SPSS đây là công cụ mạnh trong việc xử lý số liệu

Trong quá trình làm nghiên cứu, chúng ta thường khảo sát, thu thập số liệu và lưu các thông số này trên file Excel Do đó khi tiến hành phân tích trên SPSS, chúng ta buộc phải import dữ liệu từ Excel vào SPSS

2.2 Cách tiến hành thử nghiệm

2.2.1 Bố trí kho bảo quản:

- Kho bảo quản phải đảm bảo ngăn được chim, chuột, động vật khác vào trong kho

- Nền kho cao ráo, mặt nền kho phẳng, chịu tải trọng tối thiểu 3000 kg/m2

- Tường sàn không bị thấm nước và ngưng tụ ẩm

- Không bị dột, nước mưa hắt vào kho, ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào trong kho, hạn chế tối đa ảnh hưởng bất lợi của môi trường ngoài

- Kho phải xử lý sát trùng toàn bộ xung quanh, bên trong và bên ngoài trước khi nhập thóc

2.2.2 Màng PVC ngăn cách tạo môi trường - vi khí hậu:

- Sử dụng màng PVC tạo môi trường kín ngăn cách giữa môi trường trong lô thóc và ngoài lô thóc

- Màng PVC dày 0,5mm ± 0,03 đảm bảo TCVN 5820:1994 về màng mỏng

PVC – yêu cầu kỹ thuật

- Ghép nối dán màng PVC tạo túi bảo quản:

+ Về kích thước: Căn cứ kích thước lô thóc để định hình kích thước tấm phủ, cho phép chiều cao tấm phủ lớn hơn chiều cao lô thóc 400mm, chiều dài và chiều rộng của tấm phủ đều lớn hơn chiều dài và rộng của lô thóc mỗi bên 150mm + Tấm sàn nền dán ghép nối lại với nhau Mối dán ghép có bề rộng 50mm + Tấm phủ dán ghép nối với nhau Mối dán ghép rộng 50mm

+ Dán màng bằng phương pháp hàn nhiệt hoặc sử dụng keo dán màng PVC 2.2.3 Ống lấy mẫu khí và thử áp lực:

Dùng ống nhựa dẻo đường kính 0,5-1 cm; chiều dài bằng từ đỉnh lô đến chân lô, một đầu được gắn cố định vào đỉnh lô, thông với bên trong lô, đầu còn lại

để cắm vào một nhánh áp kế khi hút khí thử độ kín của lô thóc hoặc cắm máy đo nồng độ N2 khi kiểm tra nồng độ N2

10 cm để giúp cho việc hút khí nhanh và khi nạp khí vào được phân bố đều

- Vị trí: Cửa hút nạp khí ở quãng giữa theo bề rộng của lô gạo ở phía thuận lợi cho các thao tác hút, nạp khí

Ống hút nạp khí được đặt trong khoảng hở mặt dưới hàng palet Ở vị trí ống hút nạp thường xuyên qua, màng phải được gắn hoặc buộc chặt vào ống, đảm bảo kín khí

2.2.5 Máy hút chân không:

Là máy hút bụi có công suất từ 1200-1500W đảm bảo được chân không của

lô gạo đạt tới độ chênh lệch cột nước Manomet là 200mm cột nước

2.2.6 Manomet:

Là một ống thủy tinh hoặc nhựa trong suốt hình chữ U mỗi nhánh dài 30-35

cm, đường kính 0,5 cm Giữa 2 nhánh đặt một thước chia vạch tới mm Toàn bộ được gắn cố định lên một tấm gỗ có giá đỡ hoặc móc để trao Cho nước pha màu đến vạch 100 của ống chữ U tính từ điểm cực tiểu của ống chữ U này

2.2.7 Máy đo khí N 2 : máy đo điện tử có thang chia sau dấy phẩy 1 chữ số

2.2.8 Chất xếp thóc:

Trước khi xếp thóc đã được trải màng PVC trên có Palet kê đảm bảo yêu cầu:

- Lớp bao đầu tiên xếp nhô ra ngoài Palet 5-10cm

- Các đầu phía miệng bao không để quay ra phía ngoài lô

- Trong cùng một lớp, các bao không xếp gối lên nhau nhằm tạo ra các khe

hở để khí nạp vào nhanh chóng phân bổ đều trong toàn lô

- Áp dụng cách xếp khóa 3, khóa 5 để các hàng bao khóa vào nhau đảm bảo cho lô thóc không bị sệ, đổ

- Lô thóc xếp xong phải đảm bảo vững chắc, không bị nghiêng đổ Các mặt bên không tạo thành các điểm lồi lõm, lượng sóng Các hàng bao phía trên xếp thu dần vào sao cho đỉnh lô tạo với chân lô theo phương thẳng đứng 1 góc từ 3o - 5o

2.2.9 Phủ và dán kín lô:

* Phủ lô:

- Tấm phủ cần đưa lên đỉnh lô trước khi lô thóc được xếp hoàn chỉnh

- Để việc phủ lô thuận tiện và đảm bảo an toàn cho tấm phủ, bố trí 4 người thao tác tại 4 góc đỉnh lô, phía dưới bố trí 2 người Các mặt bên các tấm phủ được thả từ từ nhẹ nhàng xuống chân lô

- Phối hợp điều chỉnh để tấm phủ phân bố cân đối cả 4 mặt lô thóc

* Dán kín:

- Việc dán kín lô có thể thực hiện từ giữa lô về 2 góc hoặc ngược lại

- Điều chỉnh để tấm phủ tiếp xúc khớp với tấm sàn ở riềm lô

- Bề rộng vệt dán ≥ 7cm

- Kỹ thuật dán giống như dán tấm sàn Trường hợp có một số chỗ tấm phủ bị dồn không tiếp xúc hết với tấm sàn, dùng keo quét đều mặt trong phần màng bị dồn và dán vào nhau cho thật kín (tạo ra như một cánh ở riềm lô) Quét keo vào một bên của cánh và dán ép vào tấm sàn

- Xử lý dán kín vào 4 góc:

+ Trường hợp bị dồn nhiều, có thể gấp thành cánh và dán ép vào tấm sàn như trên

+ Trường hợp màng phủ ở 4 góc bị căng, rạch màng thuộc phần riềm ở góc

lô Sau đó dán tấm phủ lên tấm sàn, phần khuyết thiếu được dán một miếng bổ sung đè lên trùm ra ngoài phần khuyết thiếu mỗi chiều 10 cm

* Theo dõi và ghi chép:

- Sau khi khóa van: ghi lại mực cột nước trên áp kế

- Chờ 5 phút cho ổn định, ghi lại mực cột nước trên áp kế và bấm đồng hồ theo dõi thời gian

- Xác định thời gian khi mực cột nước trong áp kế giảm xuống còn 85mm (áp suất âm 833,6Pa) Nếu khoảng cách thời gian đạt ≥ 40 phút thì lô thóc được coi

2.2.11 Hút khí tăng cường:

- Để hạn chế hiện tượng đọng sương khi thời tiết thay đổi do việc dồn ẩm trong lô thóc, sau khi kiểm tra lô thóc đã đảm bảo độ kín, tiến hành hút khí cho lô thóc trong khoảng thời gian 5-7 ngày (chọn thời điểm khô ráo - độ ẩm tương đối không khí RH < 70% để hút không khí trong lô thóc tới mức cho phép tối thiểu)

- Tần suất: 1 ngày/lần

- Gắn đầu ống hút của máy hút khí vào cửa hút nạp, đảm bảo chắc chắn và cho máy hút hoạt động thường xuyên theo dõi mức nước ở áp kế Khi độ chênh lệch mức nước ở 2 nhánh của áp kế đạt 100 mm khóa van ở cửa hút nạp khí và tắt máy

2.2.12 Nạp khí N 2:

- Nạp khí N2 với tốc độ 1kg /phút

- Trong quá trình nạp chống xả nhanh cục bộ gây ngưng tụ hơi nước và làm giòn màng PVC, cần có bộ phận gia nhiệt đặt ở trung gian giữa bình N2 và cửa nạp khí

- Lượng N2 nạp lần đầu vào lô thóc từ 0,8kg/tấn thóc

- Nạp bổ sung: khi nồng độ N2 nhỏ hơn 98% (sử dụng bình chứa N2 tinh

khiết loại 99,5% đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 3286: 1979 Nitơ kỹ thuật

2.2.13 Kiểm tra nồng độ N 2 :

- 1-3 ngày đầu đo mỗi ngày 1 lần;

- Tháng đầu đo 1 tuần 1 lần;

- Tháng thứ 2 trở đi đo 1 tháng 1 lần

2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng thóc

2.3.1 Phương pháp lấy mẫu, chuẩn bị mẫu

- Lấu mẫu theo TCVN 9027:2011 Ngũ cốc và sản phẩm ngũ cốc – Lấy mẫu

* Chuẩn bị mẫu thử

- Lấy ra khoảng 3 kg Dùng dụng cụ chia mẫu để lấy 1,5 kg làm mẫu thử nghiệm; 1,5 kg còn lại dùng làm mẫu lưu Sử dụng các hộp đựng mẫu có nắp đậy kín

- Trộn kỹ mẫu thử nghiệm để có độ đồng đều cao nhất Sau đó tiến hành lấy các mẫu thử khối lượng nhỏ; nếu cần, dùng dụng cụ chia mẫu để thu được các phần mẫu thử có khối lượng thích hợp

2.3.2 Phương pháp phân tích

- Xác định các chỉ tiêu cơ lý của thóc theo QCVN 14: 2014/BTC Quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia đối với thóc dự trữ quốc gia:

 Xác định độ ẩm theo phương pháp khối lượng không đổi

 Xác định hạt vàng, hạt bạc phấn, hạt không hoàn thiện, hạt lẫn loại, tạp chất

theo phương pháp chuẩn tại phòng VILAS 628

- Xác định các chỉ tiêu hóa sinh theo phương pháp chuẩn tại Phòng kiểm nghiệm của Viện vệ sinh an toàn thực phẩm quốc gia Cụ thể:

 Xác định độ chua theo TCVN 8210: 2009 Ngũ cốc và sản phẩm nghiền từ ngũ cốc Xác định độ axit chuẩn độ

 Xác định hàm lượng lipid: theo phương pháp thử FAO 14/7-1986

 Xác định hàm lượng protein: theo phương pháp thử NMKL No.06

 Xác định hàm lượng glucid: theo phương pháp thử H.HD.QT.162

 Xác định hàm lượng Vitamin B1: theo phương pháp thử H.HD.QT.121

 Đánh giá cảm quan cơm: theo TCVN 8373:2010 về Gạo trắng – Đánh giá chất lượng cảm quan cơm bằng phương pháp cho điểm

2.4 Xác định nồng độ khí nitơ

- Dán kín màng và nạp khí nitơ đạt nồng độ yêu cầu, đạt trên 98%

- Đo kiểm tra nồng độ khí thường xuyên: 1-3 ngày đầu đo ngày/lần; tháng đầu đo 1 tuần/lần; từ tháng thứ 2 đo 1 tháng/lần Xác định chu kỳ giảm nồng độ của khí, sử dụng bình khí có sẵn nạp bổ sung để duy trì nồng độ khí trên 98%

2.5 Nội dung nghiên cứu và triển khai thực hiện:

- Nội dung 1: Thử nghiệm, tạo môi trường bảo quản kín có bổ sung khí N2, luôn duy trì ở nồng độ cao trên 98%

- Nội dung 2: Phân tích sự suy giảm chất lượng thóc theo thời gian bảo quản thông qua phân tích, đánh giá các chỉ tiêu mục tiêu

Trên cơ sở chất lượng thóc bảo quản, xác định thời gian lưu kho an toàn

- Nội dung 3: Đánh giá tỷ lệ hao hụt, tổng hợp chi phí thực hiện để đánh giá hiệu quả kinh tế của công nghệ bảo quản thử nghiệm

Hoàn chỉnh và đề xuất quy trình bảo quản thóc với thời gian kéo dài bảo quản

trong 36 tháng

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Qua nghiên cứu, theo dõi chất lượng thóc dự trữ quốc gia biến đổi theo thời gian thông qua đánh giá các chỉ tiêu về chất lượng cảm quan, cơ lý, dinh dưỡng và nồng độ khí N2 Kết quả thu được như sau:

1 Các chỉ tiêu cảm quan và côn trùng

hư hại đã làm mất mát trọng lượng của lương thực, làm giảm phẩm chất của khối hạt về, mùi, vị và làm giảm giá trị kinh tế của lương thực

2 Chỉ tiêu cơ lý

2.1 Biến đổi độ ẩm của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản

Độ ẩm của hạt là chỉ tiêu quan trọng nhất và được quan tâm đầu tiên Vì độ

ẩm sẽ xác định chất lượng của khối hàng bảo quản có đảm bảo an toàn trong suốt quá trình bảo quản hay không Sự thay đổi độ ẩm sẽ làm thay đổi diễn biến của chỉ tiêu chất lượng khác trong quá trình bảo quản Độ ẩm thóc ảnh hưởng trực tiếp đến việc bảo quản Độ ẩm nằm trong hạt ở hai dạng chính nước cấu tạo chứa trong tế bào hạt và nước hấp thụ có (nước tự do) là nước trên bề mặt tế bào thì nguy hiểm

cho tốc độ hư hỏng sản phẩm Có sự trao đổi độ ẩm với không khí xung quanh, để giữ sự cân bằng luôn tồn tại giữa độ ẩm trong hạt và độ ẩm không khí

Qua theo dõi diễn biến độ ẩm của thóc DTQG tại 4 ngăn kho sau các thời gian bảo quản khác nhau, chúng tôi thu được kết quả ở bảng 1 và đồ thị 1:

Bảng 1: Biến đổi độ ẩm của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản

Đơn vị tính: % khối lượng

NHẬP T6 T12 T18 T24 T27 T30 T33 T36

C1.3 13.10a 14.6d 13.6bc 13.9c 13.62bc 13.7bc 14.4d 13,9c 13.3ab C2.4 12.79a 14.4b 13.0ab 13.7abc 12.87a 13.1ab 13.9bc 12,9ab 13.2ab C4.6 13.16b 14.3d 13a 13.7c 13.13ab 13.7c 14.2d 13,8c 13.1ab

Ghi chú: - Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác nhau có nghĩa (P<0.05)

Đồ thị 1: Biến đổi độ ẩm của thóc DTQG trong thời gian bảo quản

Kết quả ở bảng 1 và đồ thị 1 cho thấy: Độ ẩm của thóc nhập kho tại 04 ngăn kho theo dõi đều đạt tiêu chuẩn nhập kho theo quy định Cụ thể là dao động trong khoảng 12.79% - 13.32% Chất lượng thóc ban đầu nhập kho rất quan trọng ảnh hưởng đến quá trình bảo quản và chất lượng khi xuất ra

Kết quả thu được cũng cho thấy độ ẩm của thóc đều tăng lên trong quá trình bảo quản, tuy nhiên lượng tăng không đáng kể, tăng cao nhất là 0,4% (ngăn kho C2.4) và thấp nhất là 0,09% (C3.6 đ/c) so với lúc nhập ban đầu, đặc biệt ở ngăn kho C4.6 độ ẩm giảm 0,11% so với ban đầu

Kết quả xử lý thống kê SPSS cũng cho thấy:

- Vào thời gian bảo quản 6 tháng, 18 tháng, 30 tháng độ ẩm trong lô tăng lên do trước đó trải qua mùa đông nhiệt độ giảm, chứa hơi nước trong thể tích kín giảm, hơi nước được dịch chuyển vào thóc làm cho thủy phần tăng lên Theo dõi

03 ngăn kho bảo quản N2 không bị đọng sương mặt trong màng PVC Lô đối chứng và một số lô bảo quản AST của đơn vị bị đọng sương mặt trong màng PVC

- Vào thời gian độ ẩm ở 12 tháng, 24 tháng và 36 tháng mùa hè nhiệt độ môi trường tăng nhiệt độ trong kho tăng lên, chứa hơi nước trong không khí kín tăng lên độ ẩm trong thóc dịch chuyển ra ngoài làm cho thóc có độ ẩm giảm

Sau 36 tháng bảo quản thóc có độ ẩm 13,2%, được cho là độ ẩm bảo quản tốt thóc

2.2 Biến đổi hạt vàng của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản

Hạt biến vàng là hạt gạo có một phần hoặc toàn bộ nội nhũ biến sang màu vàng rõ rệt Nguyên nhân của hiện tượng này là do phản ứng tạo thành melanoit

Là kết quả phản ứng giữa amino axit và đường khử có sẵn trong nội nhũ của hạt Phản ứng này thường xảy ra ở thóc có độ ẩm cao lại được bảo quản trong điều kiện nhiệt độ cao

Sự xuất hiện của hạt biến vàng làm suy giảm giá trị dinh dưỡng, giảm giá trị cảm quan từ đó làm giảm giá trị thương phẩm của thóc gạo Do đó hạt biến vàng là chỉ tiêu không mong muốn trong bảo quản thóc Nó ảnh hưởng tới giá trị của hạt thóc trên thị trường do sự chấp nhận của người tiêu dùng

Bảng 2: Biến đổi hạt vàng của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản

Đơn vị tính: % khối lượng

STT Mẫu Thời gian bảo quản (tháng)

Ghi chú: - Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác nhau có nghĩa (P<0.05)

Đồ thị 2: Biến đổi hạt vàng của thóc DTQG trong thời gian bảo quản

Hiện tượng biến vàng là vấn đề mà quá trình bảo quản phải hết sức quan tâm Theo tiêu chuẩn của nhiều nước trên thế giới, tỷ lệ hạt vàng trong gạo khống chế tới 0.5% Người ta xác định hiện tượng biến vàng là hiện tượng lớp nội nhũ của hạt chuyển từ màu trắng sang màu vàng

Nguyên nhân của hiện tượng biến vàng là do phản ứng melanoidin tạo thành

melanoit (sản phẩm có màu vàng sẫm), đây là kết quả của phản ứng giữa aminoacid và đường khử có sẵn trong nội nhũ của hạt làm cho gạo trở nên cứng khó hút nước, cơm không dẻo, màu sắc kém hấp dẫn [8]

Thành phần hóa học của hạt bị biến vàng so với hạt bình thường có sự thay đổi rõ rệt:

- Thành phần glucid thay đổi:

+ Hàm lượng saccaroza giảm 10 lần, đường khử tăng 2-3 lần

+ Thành phần tinh bột thay đổi: Hàm lượng amino tăng, còn amilopectin giảm

- Thành phần Protein thay đổi:

+ Hàm lượng đạm protit giảm, đạm không protit tăng

+ Hàm lượng globulin giảm, nhưng anbumin tăng

Như vậy, hạt lương thực bị biến vàng giá trị dinh dưỡng và giá trị thương phẩm bị giảm sút rõ rệt

Qua nghiên cứu theo dõi hạt biến vàng của các ngăn kho thóc tại thời điểm khác nhau thu được kết quả ở bảng 2 và đồ thị 2 Qua bảng 2 và đồ thị 2 cho thấy các mẫu thóc bảo quản 36 tháng tỷ lệ hạt vàng tăng trung bình 0,23% Kho đối chứng bảo quản áp suất thấp tăng lên 0,2%

Kết quả xử lý thống kê bằng phần mềm SPSS cho thấy sự khác nhau có nghĩa (P<0.05) về chỉ tiêu hạt vàng ở các ngăn tại các thời điểm bảo quản khác nhau Hạt vàng thời điểm 36 tăng lên ở các ngăn so với thời điểm nhập kho, lượng tăng cao nhất 0,3% tại ngăn C2.4 Kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu [13] về diễn biến hạt biến vàng của gạo DTQG sau 24 tháng bảo quản

Kết quả thống kê cũng cho thấy từ sau 18 tháng bảo quản cho đến thời điểm

36 tháng, hạt vàng có xu hướng tăng nhanh hơn so với thời gian đầu bảo quản

Với tỷ lệ hạt vàng 0,3%, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu của thóc xuất kho DTQG cũng như đáp ứng được thị trường tiêu dùng

2.3 Biến đổi hạt bạc phấn của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản

Hạt bạc phấn là chỉ tiêu không mong muốn bởi vì nó làm giảm dạng nhìn thấy, giảm chất lượng xay xát và chất lượng nấu nướng của gạo Hạt bạc phấn làm giảm tỷ lệ thu hồi gạo nguyên Do hạt bạc phấn có xu hướng yếu hơn và dễ bị phá

vỡ trong quá trình xay xát hơn không bạc bụng, hạt nhân hoàn toàn mờ Bạc phấn

là do thiếu sự gói chặt của hạt tinh bột và protein Trong phần hạt bị bạc phấn, hạt tinh bột dạng phức và hạt tinh bột dạng đơn sắp xếp không trật tự như ở phần trong của hạt gạo Trong một nghiên cứu khác sự hình thành của hạt bạc phấn có liên quan tới sự gia tăng của vô số các khoảng trống giữa các hạt tinh bột được gói lỏng lẻo và sự thay đổi về khúc xạ ánh sáng Tuy nhiên, một nguyên nhân chính gây bạc phấn được cho là do tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian chín Do đó hiện tượng hạt bạc phấn được quyết định bởi giống và điều kiện ngoại cảnh

Bảng 3: Biến đổi hạt bạc phấn của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản

Đơn vị tính: % khối lượng

Đồ thị 3: Biến đổi hạt bạc phấn của thóc DTQG trong thời gian bảo quản

Qua nghiên cứu theo dõi hạt bạc phấn của các ngăn kho thóc tại thời điểm khác nhau thu được kết quả ở bảng 3 và đồ thị 3 Từ khi nhập đến 24 tháng qua theo dõi giảm trung bình giảm 0,62% (thời gian giảm đến 12 tháng sau đó gần như không thay đổi), Kho đối chứng bảo quản áp suất thấp giảm 1,35% Kho thử

nghiệm từ 24 tháng đến 36 có tỷ lệ hạt bạc phấn không thay đổi

Tỷ lệ hạt bạc phấn giảm có thể do quá trình chín sau thu hoạch, sai số trong quá trình lấy mẫu và phân tích mẫu

Tỷ lệ hạt bạc phấn ở các ngăn kho thử nghiệm đều thấp hơn yêu cầu của thóc xuất kho DTQG

2.4.Biến đổi hạt không hoàn thiện của thóc DTQG trong thời gian bảo quản

Nghiên cứu, theo dõi hạt không hoàn thiện của các ngăn kho thóc tại các

thời điểm bảo quản khác nhau thu được kết quả ở bảng 4 và đồ thị 4

Bảng 4: Biến đổi hạt không hoàn thiện của thóc dự trữ quốc gia

trong thời gian bảo quản

Đơn vị tính: % khối lượng

STT Mẫu Thời gian bảo quản (tháng)

Ghi chú: - Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác nhau có nghĩa (P<0.05)

Hạt không hoàn thiện thay đổi trong quá trình bảo quản, lượng tăng trung bình đến 36 tháng so với thời điểm nhập kho là 0,05%, cá biệt có ngăn kho C4.6 không tăng hạt không hoàn thiện trong quá trình bảo quản

Từ khi nhập đến 24 tháng, hạt không hoàn thiện có xu hướng giảm giảm 0,07%; đến 36 tháng giảm 0,03%

Với mức dao động khoảng 5,6%, tỷ lệ này thấp hơn so với giới hạn yêu cầu của

Đồ thị 4: Biến đổi hạt không hoàn thiện của thóc DTQG

trong thời gian bảo quản

2.5.Tỷ lệ hạt lẫn loại của thóc dự trữ quốc gia trong thời gian bảo quản

Qua nghiên cứu theo dõi hạt lẫn loại của các ngăn kho thóc tại thời điểm khác nhau thu được kết quả ở bảng 5 và đồ thị 5 Tỷ lệ hạt lẫn loại gần như không thay đổi trong quá trình bảo quản Tỷ lệ trung bình từ lúc nhập đến tháng 24 giảm 0,48

% và đến tháng 36 giảm 0,6% Đây được tính là sai số cho phép đối với nông sản

Bảng 5: Biến đổi hạt lẫn loại của thóc DTQG trong thời gian bảo quản

Đơn vị tính: % khối lượng

Ghi chú: - Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác nhau có nghĩa (P<0.05)

Đồ thị 5: Biến đổi hạt lẫn loại của thóc DTQG trong thời gian bảo quản