Luận văn sư phạm Nghiên cứu chế tạo vận liệu bảo quản dạng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) từ nhựa LDPE và phụ gia Zeolit (

Khoá lu n t t nghi p TR Tr NG ng HSPHN I H C S PH M HÀ N I KHOA HOÁ H C *** KHOÁ LU N T T NGHI P CHUN NGÀNH: HỐ CƠNG NGH - MÔI TR NG nghiên c u Ch t o v t li u b o qu n d ng bao gói khí quy n bi n đ i (MAP) t nh a LDPE ph gia zeolit Giáo viên h ng d n: PGS.TS Nguy n V n Khôi ThS Ph m Th Thu Hà Sinh viên th c hi n: Hoàng Th Ng n L p: K31B hà n i - 2009 HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN δ ic m n Em xin bƠy t lịng kính tr ng vƠ bi t n sơu s c t i PGS.TS Nguy n V n Khơi ậ Tr ng Phịng v t li u polyme, Vi n Hoá h c-Vi n Khoa h c vƠ Công ngh Vi t Nam, đ ng th i, em xin g i l i cám n chơn thƠnh t i anh ch cơng tác t i Phịng V t li u polyme đƣ t n tình ch b o, giúp đ , đ ng viên em hoƠn thƠnh t t khoá lu n t t nghi p Em c ng xin bƠy t lòng c m n t i s giúp đ nhi t tình c a th y δê Cao Kh i th y giáo Khoa Hố h c, Tr ng i h c S ph m HƠ N i đƣ t o u ki n t t đ em hoƠn thƠnh khoá lu n nƠy V i s h n ch v th i gian vƠ hi u bi t c a b n thơn nên khoá lu n khó tránh kh i nh ng thi u sót, kính mong s ch b o c a th y cô, anh ch vƠ toƠn th b n sinh viên Em xin chơn thƠnh c m n! HƠ N i, ngƠy 05 tháng 05 n m 2009 Sinh viên HoƠng Th Ng n HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr M N c ta lƠ m t n ng HSPHN U c nơng nghi p, có khí h u r t đa d ng nên n có r t nhi u lo i rau qu phong phú, xu t hi n quanh n m v i ch t l tr ng vƠ ti m n ng phát tri n đ y h a h n Khơng ch ng thích rau qu Vi t Nam mƠ nhi u n c ta ng đ c i Vi t Nam a c th gi i đƣ vƠ s n sƠng tr thƠnh b n hƠng l n c a HƠng n m, n c ta thu v hƠng tr m tri u USD t vi c xu t kh u rau qu Tuy nhiên, vi c xu t kh u rau qu c a Vi t Nam v n nhi u h n ch , nguyên nhơn ch y u lƠ tình tr ng h h ng c a rau qu sau thu ho ch Theo th ng kê c a B Nông nghi p vƠ Phát tri n nơng thơn hi n t l h h ng sau thu ho ch cao, chi m t i h n 20% t ng s n l NhƠ n c vƠ v i ng ng ó lƠ m t t n th t r t đáng k đ i v i i nông dơn Chính v y, v n đ b o qu n rau qu sau thu ho ch lƠ m t v n đ quan tr ng, r t c n đ Có nhi u ph Vi t Nam cịn r t c quan tơm thích đáng ng pháp b o qu n rau qu đƣ đ c s d ng s d ng mƠng bao gói khí quy n bi n đ i (MAP) lƠ m t nh ng ph pháp hi u qu , an toƠn cho ng i s d ng, d áp d ng tái s d ng, không gơy ô nhi m môi tr u ki n kinh t c a ng ng quy mơ l n, có th ng, có giá thƠnh th p, phù h p v i i nông dơn Chính v y lu n v n đƣ ch n đ tƠi:“Nghiên c u ch t o v t li u b o qu n d ng bao gói khí quy n bi n đ i (MAP) t nh a LDPE ph gia zeolit ” HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr CH ng HSPHN NG T NG QUAN 1.1 Nguyên nhơn gơy t n th t hoa qu sau thu ho ch H u h t trình suy gi m kh i l ng vƠ ch t l ng c a hoa qu t i đ u di n giai đo n t thu ho ch đ n tiêu th Nguyên nhơn lƠ hoa qu sau thu ho ch v n lƠ nh ng t bƠo s ng vƠ v n ti p t c ho t đ ng hô h p vƠ trao đ i ch t thông qua m t s q trình bi n đ i Chính nh ng bi n đ i nƠy lƠm cho hoa qu nhanh chín, nhanh giƠ, nh nầd n t i h ng n u không áp d ng bi n pháp đ c bi t đ lƠm ch m trình nƠy [27] Rau qu sau thu ho ch th ng tr i qua m t s bi n đ i nh : - Bi n đ i sinh hoá: hô h p lƠ ho t đ ng c b n trình b o qu n qu t i ó lƠ q trình oxy hố ch m ch t h u c ph c t p d tác d ng c a enzyme thƠnh ch t đ n gi n h n vƠ gi i phóng n ng l - Bi n đ i v t lý: qu t bay h i n c S m t n i sau thu ho ch th ng x y hi n t c d n t i khô héo, gi m kh i l sinh lý, gi m kh n ng kháng khu n vƠ gi m giá tr th i ng ng ng, gơy r i lo n ng m iầK t qu lƠ qu s b chín ho c giƠ nhanh d n đ n th i r a - Bi n đ i hoá h c: th i gian b o qu n, h u h t thƠnh ph n hoá h c c a hoa qu đ u b bi n đ i tham gia hô h p ho c ho t đ ng c a enzyme Hi u rõ đ c tính hơ h p c a qu t i c ng nh c ch c a nh ng bi n đ i có th kéo dƠi th i h n b o qu n c a chúng [7] 1.2 Các ph ng pháp b o qu n hoa qu t 1.2.1 Nhi t đ th p, đ Ph mt ng đ i (RH) cao ng pháp ph bi n nh t đ trì ch t l h ng c a hoa qu lƠ lƠm l nh nhanh v i đ nhiên, ph i sau thu ho ch [7] m t ng pháp nƠy l i gơy nên s h h ng l nh HoƠng Th Ng n ng vƠ ki m soát s h ng đ i (RH) cao Tuy hoa qu vƠ vi c ki m K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr soát nhi t đ m t cách hi u qu lƠ r t khó nên m t s ph khác v n đ ng HSPHN ng pháp b o qu n c nghiên c u 1.2.2 B o qu n b ng hoá ch t S d ng m t s lo i hoá ch t nh ng li u l ng khác đ kéo dƠi th i gian b o qu n c a hoa qu ch y u d a vƠo kh n ng tiêu di t vi sinh v t c a nh ng hoá ch t nƠy ng đ ck t h p v i b o qu n l nh Hoá ch t đ c s d ng đ b o qu n hoa qu t ic n đáp ng m t s yêu c u nh : di t đ c vi sinh v t nguy hi m cho ng t ng hi u qu , x lý hoá ch t th li u l ng th p d im c i, không tác d ng v i thƠnh ph n qu đ d n t i bi n đ i mƠu s c, mùi v lƠm gi m ch t l ng hoa qu , không tác d ng v i v t li u lƠm bao bì ho c d ng c , thi t b công ngh , d tách kh i s n ph m c n s d ng Tuy nhiên, có lo i hố ch t nƠo có th tho mƣn t t c yêu c u trên, s d ng ph i ch n l a cho phù h p nh m đ m b o đ ng th i ch t l ng b o qu n vƠ an toƠn th c ph m Ph b ng hoá ch t c ng b c l m t s nh đ i ph n nƠo ch t l kho ng ng pháp b o qu n c m nh : hố ch t có th lƠm bi n ng c a hoa qu , t o mùi v không t t, gơy h i cho s c i, có th gơy ng đ c t c kh c ho c lơu dƠi Vì v y, c n th n tr ng s d ng hoá ch t đ b o qu n hoa qu 1.2.3 B o qu n mơi tr ng khí quy n u n CA (Controlled Atmosphere) δƠ ph ng pháp b o qu n hoa qu t thƠnh ph n khí nh O2, CO2 đ v i u ki n bình th i mơi tr ng khí quy n mƠ c u ch nh ho c đ c ki m sốt khác ng Khí CO2 O2 có tác d ng tr c ti p lên q trình sinh lý, sinh hố c a hoa qu , t nh h ng t i th i h n b o qu n c a chúng B o qu n u ki n h th p n ng đ O2, t ng hƠm l ng CO2 có th lƠm gi m q trình hơ h p, ch m s giƠ hố, nh kéo dƠi th i h n b o qu n Ph ng pháp nƠy có u m lƠ cho hi u qu t t, th i h n b o qu n dƠi, HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p ch t l Tr ng HSPHN ng hoa qu h u nh khơng đ i q trình b o qu n Tuy nhiên, m t nh c m c a ph ng pháp nƠy lƠ ph c t p, ph i ý đ c bi t đ u t xơy d ng c ng nh v n hƠnh kho b o qu n 1.2.4 B o qu n mơi tr ng khí quy n bi n đ i MA (Modified Atmosphere) LƠ ph ng pháp b o qu n mƠ hoa qu đ c đ ng túi mƠng m ng có tính th m th u ch n l c ho c đ ng s t có lót mƠng bao gói Th m chí hoa qu cịn đ c đ ng container l n đ c lót b ng v t li u t ng h p có tính th m th u ch n l c đ i v i lo i khí 1.3 B o qu n b ng khí quy n bi n đ i (MA) B o qu n b ng khí quy n bi n đ i đ c đ nh ngh a lƠ bao b c s n ph m th c ph m v t li u ch n khí, mơi tr thay đ i đ ng khí đ c ch tác nhơn gơy h h ng, nh có th trì ch t l c ng cao h n c a th c ph m d h ng trình s ng t nhiên hay kéo dƠi th i h n s d ng u m c a εA lƠ t ng đáng k th i gian b o qu n h n ch đ c q trình hơ h p, trao đ i vƠ chuy n hoá ch t gi m t n th t sau thu ho ch mƠ v n trì đ ch t S n ph m đ c ch t l ng th ng ph m mƠ khơng c n dùng hố c b o qu n b ng khí quy n bi n đ i lƠ s n ph m “s ch” khơng c n b t c hố ch t b o qu n nƠo t đ i an toƠn cho ng i tiêu dùng vƠ môi tr th i, t t cho ch t l ng xung quanh, gi m chu kì đ a hƠng, gi m ph ng c m quan, t ng kho ng cách phơn ph i s n ph mầ B o qu n b ng khí quy n bi n đ i lƠm cho q trình m m hố b ch m l i, qu v n gi đ c đ ch c, c ng c n thi t, s c t chllorophil gi m ch m [5] HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr 1.3.1 B o qu n b ng l p ph Trong s ph d ng hi n nay, l p ph v t li u m ng đ nđ c ng pháp b o qu n qu đ nđ ng HSPHN cr tđ c ý δ p ph c nghiên c u vƠ s nđ c lƠ m t l p c áp d ng b m t s n ph m ho c đ thay th l p sáp b o v t nhiên vƠ cung c p m t l p ch n m, oxy vƠ s di chuy n ch t tan cho th c ph m Các l p ph nƠy đ c áp d ng tr c ti p b m t qu b ng cách nhúng, phun hay quét đ t o m t khí quy n bi n đ i δ p mƠng bán th m t o thƠnh b m t qu s gi m b t trình hơ h p vƠ ki m sốt s m tđ m c ng nh cung c p ch c n ng khác δ p sáp b m t hoa qu th ng có đ th m h i n c nên vi c áp d ng m t l p ph bên ngoƠi s lƠm t ng tính ch t ch n t nhiên nƠy vƠ thay th tr ng h p l p sáp b lo i b m t ph n ho c b bi n đ i trình b o qu n sau thu ho ch [27] δ p ph nđ c t lơu đƣ đ c s d ng đ trì ch t l kéo dƠi th i h n s d ng c a m t s lo i qu t (cam, chanh, quít), táo, d a chu tầδ p ph nđ i nh lo i qu có múi c có m t s c i thi n kh n ng trì thƠnh ph n ch t mƠu, đ th m, gi m hao h t kh i l ng, trì ch t l ng vƠ u m nh : ng, axit vƠ h ng ng trình v n chuy n vƠ b o qu n, gi m r i lo n b o qu n, c i thi n s c h p d n v i ng i tiêu dùng, kéo dƠi th i h n s d ng Tuy nhiên, l p ph nƠy c ng b c l m t s nh c m δ p ph dƠy có th h n ch s trao đ i khí hơ h p lƠm cho s n ph m tích l y etanol v i hƠm l ch n h i n ng cao vƠ gơy mùi khó ch u Tính ch t c c a l p ph có th d n t i hao h t kh i l ng vƠ m t đ m c a s n ph m, nh ng có th ng n ch n s ng ng t h i n gơy h h ng vi khu n đ i v i qu đ c bao gói Nh ng nh c, lƠ ngu n c m nƠy có th kh c ph c nh l a ch n lo i vƠ chi u dƠy l p ph phù h p vƠ tránh x lý nh ng lo i qu cịn non khơng có mùi th m hay b o qu n qu đƣ ph mƠng nhi t đ cao HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN Các polyme sinh h c nh protein, polisaccarit, lipit vƠ nh a lƠ v t li u mƠng th ng đ c s d ng c tính lý hố c a polyme sinh h c có nh h ng l n t i ch c n ng c a l p ph th ng d a tính tan n nđ c Vi c l a ch n v t li u bao ph c, b n ch t a-k n c, tính d t o mƠng vƠ tính ch t c m quan c a chúng B ng Ví d v áp d ng l p ph nđ c cho qu δo i qu V t li u bao ph TƠi li u tham kh o Táo HPεC, CεC, l p [16], [24], [29] polysaccarit/lipit, sáp, shellac, nh t ng protein váng s a- sáp ong, PVAc Lê εetylxenluloz , PVAc [24] ε n PVAc, HPMC [24] Xoài Sáp, shellac, d n xu t xenluloz , [24], [25] PVAc Qu có múi Ơo Dâu Chitosan, PVAc [21], [24] Sáp, CMC, PVAc [24] Chitosan, HPMC, PVAc [24] 1.3.2 B o qu n b ng màng bao gói khí quy n bi n đ i MAP (Modified Atmosphere Packaging) Trong ph ph ng pháp đ t o mơi tr ng khí quy n bi n đ i (MA) ng pháp đ n gi n nh t lƠ s d ng bao bì ch t d o Các lo i bao bì nƠy ch cho phép lo i khí c ng nh h i n c th m th u qua m t cách h n ch V i lo i bao bì nƠy đ th m th u c a O2 nh h n đ th m th u c a CO2 kho ng 3-10 l n S d bao bì ch t d o đ HoƠng Th Ng n c s d ng r ng rƣi K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN rau qu chúng có nhi u đ c tính u vi t mƠ v t li u khác khơng có nh : đ th m th u cao đ i v i CO2 O2; đ th m th u đ i v i h i m vƠ h i n c th p, có đ th m th u ch n l c đ i v i CO2 O2; có đ b n hố h c cao, có th u n g p đ c r t nhi u l n mƠ không b gƣy; không mùi v l , không đ c h i, không b m c (các đ c tính nƠy đ c trì th m chí lƠ nhi t đ th p) vƠ quan tr ng lƠ có th hƠn g n nhi t Bao gói khí quy n bi n đ i có nh h Các thông s ch t l ascorbic, đ ng đ n đ c tính sinh lý c a qu ng nh kh n ng l u gi ch t mƠu, glutathion, axit ng, ancol đ ng, aminoaxit c ng b nh h ng trình b o qu n b ng εAP Trong trình b o qu n khí quy n bi n đ i, n ng đ O2, CO2 C2H4 t bƠo th c v t quy t đ nh ng đáp sinh lý vƠ sinh hóa c a t bƠo δ i ích c a εAP đ i v i m t lo i qu nh t đ nh có th d đốn t thông tin v nguyên nhơn c b n gơy h h ng vƠ nh ng tác đ ng đƣ bi t v nh ng nguyên nhơn nƠy nh hô h p, thay đ i v thƠnh ph n, thoát h i n c, r i lo n sinh lý, h h ng b nh lý Do nh ng u m c a εAP, th gi i đƣ có nhi u nghiên c u ng d ng εAP b o qu n rau qu vƠ th c ph m t i s ng Hi n nay, n c ta c ng đƣ nghiên c u s d ng bao gói khí quy n bi n đ i vƠ b o qu n môi tr ng khí quy n u n Tuy nhiên, nghiên c u nƠy m i ch phịng thí nghi m ch ch a ng d ng nhi u th c t 1.4 Ch t o mƠng bao gói khí quy n bi n đ i 1.4.1 Cơng ngh ch t o màng εƠng bao gói khí quy n bi n đ i th ng đ c s n xu t theo ph ng pháp đùn th i s d ng lo i nh a plastic Q trình cơng ngh đùn nh sau: Tr c vít quay đ xilanh tr c trịn c nung nóng, c đ nh vƠ khe rƣnh gi a tr c vít vƠ xilanh kh i ch t d o đƣ đ c đ nh h HoƠng Th Ng n ng s đ c lƠm nóng ch y, lƠm nhuy n, đ c tr c vít K31-B Khoa Hố h c Khoá lu n t t nghi p Tr v n chuy n lên phía tr ng HSPHN c vƠ qua khe h đ nh hình c a đ u đùn đ cđ y ngoƠi thƠnh s n ph m Các thƠnh ph n c a máy đùn: - ng c - H p gi m t c - Tr c vít vƠ xilanh - B ph n n p li u xilanh đ c x p đ t nhi u vùng gia nhi t, m i vùng có th xác đ nh nhi t đ cho tr đ c Tu t ng tr c m t cách riêng bi t, đ ng th i có th u ch nh ng h p, bên c nh vùng gia nhi t ng i ta c ng n p thêm b ph n lƠm l nh ph c v cho s n xu t u ch nh nhi t đ đ c linh ho t h n Khoang c p li u ln đ c lƠm ngu i đ ng n không cho ch t d o b ch y ng đ n vi c c p li u cho máy g n nó, tránh lƠm nh h Hình S đ nguyên lý máy đùn Thi t b dùng đ th i mƠng bao g m máy đùn có l p đ u th i mƠng, vƠnh lƠm ngu i, thi t b tr i ph ng mƠng, h tr c kéo mƠng, thi t b cu n v i công ngh th i mƠng ng ph m đ c kéo lên theo ph HoƠng Th Ng n i ta th i ng dùng đ u đùn vng góc vƠ s n ng th ng đ ng T đ u đùn th i mƠng ch t d o K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN Hình Ph h ng ngo i c a màng LDPE Hình Ph h ng ngo i c a màng LDPE/zeolit ho t hoá Có th th y r ng: Ph h ng ngo i c a δDPE xu t hi n pic 2931cm-1 đặc tr-ng cho dao động hóa trị bất đối xứng liên kết C-H pic 2852cm-1 đặc tr-ng cho dao động hoá trị đối xứng liên kÕt C-H Pic 1465 cm-1 đ c tr-ng cho dao động biến dạng liên kết C-H nhóm CH2 HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN Ngoài phổ xuất pic 726cm-1, pic đặc tr-ng cho dao động nhóm CH2 mạch polyme Ngoài cỏc pic đặc tr-ng cho dao ng c a nhóm phân tử polyetylen, trªn ph h ng ngo i c a màng LDPE/zeolit ho t hố cịn xu t hi n thêm m t s pic khác ë 3423cm-1 vµ pic ë 1744cm-1 Hai pic đặc tr-ng cho nhóm -OH C=O nhóm COOH Mặt khác phổ xuất pic 727cm-1 với c-ờng độ mạnh, đặc tr-ng cho dao động nhóm CH2-CH3 phân tử axit stearic Các pic 1052cm-1 444cm-1 c tr ng cho dao động hoá trị dao động biến dạng nhóm Si-O Qua phổ hång ngo¹i cđa màng LDPE/zeolit ho t hóa, màng LDPE zeolit ho t hố ta thÊy cã sù chun dịch nhẹ pic đặc tr-ng cho nhóm >C=O, OH Si-O Tần số dao động liên kết >C=O, Si-O OH nhóm axit chuyển dịch miền có số sóng thấp 3.3.2 Tớnh ch t c lý c a màng MAP Tính ch t c lý c a mƠng MAP v i hƠm l (đ b n kéo đ t vƠ đ giƣn dƠi đ t) đ B ng nh h HƠm l HoƠng Th Ng n c trình bƠy b ng ng c a hƠm l ng ph gia zeolit ho t hố đ n tính ch t c lý c a mƠng MAP ng zeolit (%) ng ph gia zeolit ho t hoá khác b n kéo đ t k (N/m2) 15,60 giƣn dƠi đ t (%) 478,69 K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN 14,89 470,58 14,64 452,13 14,43 438,09 13,46 420,91 12,86 403,47 K t qu cho th y b sung ph gia đ b n kéo đ t vƠ đ giãn dài đ t c a mƠng MAP gi m so v i mƠng δDPE thông th ng, hƠm l ng ph gia cƠng t ng đ b n kéo đ t, đ giãn dài đ t c a mƠng cƠng gi m i u nƠy đ c gi i thích nh sau: q trình tr n h p nóng có s t ng tác gi a h t zeolit vƠ m ch phơn t polyme Các h t zeolit đƣ xen vƠo gi a phơn t δDPE vƠ hình thƠnh liên k t t ng đ i y u v i δDPE, làm gián đo n pha n n c a m ch đ i phơn t Khi hƠm l ng zeolit t ng s gián đo n pha n n nƠy cƠng l n d n đ n đ b n kéo đ t vƠ đ giƣn dƠi đ t c a mƠng δDPE/zeolit h n so v i mƠng δDPE thông th ng 3.3.3 Hình thái h c b m t c a màng MAP nh SEε c a mƠng LDPE thông th ng vƠ mƠng εAP ch a hƠm l ng zeolit ho t hố 1, 9% (kích th c h t 5-20 m) đ phóng đ i khác đ c trình bƠy hình 7, 8, 10 (a) HoƠng Th Ng n (b) K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN (c) (d) Hình nh SEM c a mƠng LDPE thông th ng đ phóng đ i 2.000 (a), 5.000 (b), 10.000 (c) 20.000 (d) (a) (b) Hình nh SEM c a mƠng MAP ch a 1% zeolit ho t hoá đ phóng đ i 2.000 (a), 5.000 (b) 10.000 (c) (c) (a) HoƠng Th Ng n (b) K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN (c) (d) Hình nh SEM c a mƠng MAP ch a 5% zeolit ho t hố đ phóng đ i 200 (a), 2.000 (b), 5.000 (c) 10.000 (d) (a) (b) Hình 10 nh SEM c a mƠng MAP ch a 9% zeolit ho t hố đ phóng đ i 2.000 (a) 5.000 (b) Quan sát nh SEε ta th y mƠng δDPE thơng th ng có b m t nh n, h u nh khơng có khuy t t t Các h t zeolit có thƠnh ph n lƠ oxit nh SiO2, Al2O3 vƠ m t l ng nh oxit kim lo i khác r t khó t v i δDPE trình t o mƠng Khi chúng đ axit stearic h t zeolit nƠy đ ng tác c bi n tính b m t b ng c phơn t axit stearic bao b c bên ngoƠi Các phơn t axit có thƠnh ph n c u t o lƠ g c hiđrocacbon m ch dài nên chúng d dƠng t ng tác v i nhóm CH2 m ch polyme Chính th , trình tr n h p phân tán tr nên hi u qu h n, có s k t t c a h t zeolit l i v i trình t o màng HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN nh SEε c a m u mƠng εAP ch a zeolit ho t hố có d ng gi ng cho th y ph gia đƣ đ c phơn tán mƠng vƠ không quan sát th y khuy t t t (l th ng) gi a h t zeolit vƠ mƠng Chúng ti p t c nghiên c u ch t o mƠng εAP v i hƠm l ho t hoá 9%, h t khơng nghi n có kích th c 30-40 m Hình thái h c c a mƠng εAP (9% zeolit ho t hố khơng nghi n) đ (a) ng zeolit c trình bƠy hình 11 (b) (c) Hình 11 nh SEM c a mƠng MAP ch a 9% zeolit ho t hố (h t khơng nghi n) HoƠng Th Ng n đ phóng đ i 1.000 (a), 2.000 (b) vƠ 10.000 (c) K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN Quan sát nh SEε th y r ng n u s d ng ph gia zeolit ho t hố khơng đ c nghi n m n, ph gia có xu h ng b k t t n cho trình phơn tán vƠo mƠng khơng đ ng đ u, đ l i nhi u l h ng khuy t t t 3.3.4 b n nhi t c a màng MAP Gi n đ phơn tích nhi t c a zeolit ho t hoá vƠ màng MAP v i hƠm l ng ph gia khác đ HoƠng Th Ng n c trình bƠy hình 12 (a) (b) (c) (d) K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN (e) Hình 12 Gi n đ phơn tích nhi t TGA c a zeolit ho t hoá (a), màng LDPE (b), màng MAP v i hƠm l ng ph gia 3% (c), 5% (d), 7% (e) K t qu cho th y zeolit ho t hoá t l ng đ i b n nhi t, s suy gi m kh i ng r t nh vƠ gi m đ u đ n nhi t đ kho ng 800 0C i u nƠy có th s bay h i c a h p ch t d bay h i b h p ph lên h t zeolit, s bay h i c an c liên k t v t lý vƠ hố h c Trong su t q trình nơng nhi t t 120 đ n 8000C h u nh khơng có s thay đ i v kh i l ng c a zeolit Khi đ a ph gia zeolit vƠo trình t o mƠng đ b n nhi t c a mƠng εAP gi m nh so v i mƠng δDPE thông th ng Nhi t đ b t đ u phơn hu c a mƠng LDPE 449,750C nhi t đ b t đ u phơn hu c a mƠng LDPE/zeolit 3, 5, 7% l n l K t qu nƠy có th đ ph gia có s t t 440,390C; 433,830C 421,460C c gi i thích nh sau: trình t o mƠng, h t ng tác v i m ch đ i phơn t c a polyme, m t ph n zeolit xen vƠo c u trúc c a m ch phơn t polyme, lƠm gián đo n pha n n c a đ i phơn t , đ b n nhi t c a mƠng δDPE/zeolit ho t hoá h n so v i mƠng δDPE thông th ng 3.4 Xác đ nh đ th m khí O2 CO2 c a mƠng MAP th m khí O2 CO2 c a mƠng εAP v i hƠm l khác đ ng zeolit ho t hoá c th hi n b ng HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p B ng Tr ng HSPHN th m khí O2 CO2 c a mƠng MAP v i hƠm l ng ph gia khác Nhi t đ (50C) Nhi t đ (250C) Hàm l ng O2 CO2 O2 CO2 2 2 (ml/m 24h.bar) (ml/m 24h.bar) (ml/m 24h.bar) (ml/m 24h.bar) zeolit (%) 3.536 4.025 8.890 11.479 15.065 21.815 13.365 15.668 35.327 48.780 63.728 91.205 4.365 5.034 11.805 18.325 23.950 32.818 16.500 19.586 46.632 73.670 103.240 148.665 K t qu b ng cho th y, t l đ th m CO2 O2 c a mƠng δDPE kho ng 3,78 ch ng t r ng mƠng δDPE lƠ rƠo ch n đ i v i khí O2 i u nƠy đ c bi t quan tr ng đ i v i vi c bao gói vƠ b o qu n th c ph m đ th m O2 th p vƠ đ th m CO2 cao lƠm ch m s phát tri n c a vi sinh v t hi u khí vƠ kéo dƠi th i gian b o qu n Khi b sung ph gia zeolit đ th m khí O2 CO2 qua màng MAP t ng so v i mƠng δDPE thông th i u nƠy có th đ ng c gi i thích zeolit có c u trúc vi mao qu n, có th cho khí nh CO2 O2 trao đ i qua mƠng m t cách ch n l c Nh có ph gia zeolit mƠ b m t mƠng tr nên thoáng h n so v i mƠng δDPE thông th ng Ph gia zeolit c ng có th ho t đ ng nh m t ch t hoá d o hay ch t đ n tr , có xu h ng lƠm t ng đ th m khí c a mƠng polyme T ng hƠm l ng ph gia zeolit c ng lƠm t ng đ th m khí c a mƠng εAP t ng s l ng mao qu n bên mƠng, thu n l i cho trình trao đ i khí qua màng K t qu b ng c ng cho th y, t ng nhi t đ đ th m khí CO O2 qua màng MAP c ng t ng t ng t c đ chuy n đ ng nhi t c a phơn t khí, đ ng th i nhi t đ t ng c ng lƠm t ng dao đ ng c a phơn t etylen m ch đ i phơn t , phơn t O2 CO2 có th l t qua d h n HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN K T LU N Sau m t th i gian nghiên c u, đƣ thu đ - ƣ nghiên c u ch t o mƠng bao gói khí quy n bi n đ i (εAP) c s δDPE vƠ ch t ph gia zeolit ho t hoá b ng ph c u nh h - c m t s k t qu nh sau: ng pháp đùn th i Nghiên ng c a thông s công ngh đ n chi u dƠy mƠng ƣ xác đ nh vƠ nghiên c u nh h ng c a ph gia zeolit ho t hoá đ n m t s tính ch t c a màng εAP nh : nghiên c u t ng tác c a ph gia v i polyme b ng ph h ng ngo i, tính ch t c lý (đ b n kéo đ t, đ dãn dài đ t), đ b n nhi t, hình thái h c b m t vƠ đ th m khí O2 CO2 Nh ng k t qu thu đ c lu n v n nƠy cho th y vi c ch t o thành cơng mƠng bao gói khí quy n bi n đ i (εAP) đ b o qu n qu lƠ m t h ng nghiên c u có tri n v ng góp ph n gi m t l h h ng, kéo dƠi th i gian b o qu n, nơng cao ch t l th tr ng vƠ s c c nh tranh c a s n ph m rau qu Vi t Nam ng th gi i, góp ph n th c hi n thƠnh cơng q trình cơng nghi p hố nơng thơn b i c nh Vi t Nam v a gia nh p t ch c th ng m i th gi i HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN TÀI LI U THAM KH O Ti ng Vi t [1] Hi p h i nh a Tp H Chí εinh (1999), “K thu t viên ngƠnh nh a- Nhà qu n lý” [2] http://www.h2vn.com/community/index.php [3] http://www.khoahocphattrien.com.vn/news 26/3/2007 [4] http://www.rauhoaquavn.vn/ [5] Cao V n Hùng vƠ c ng s (2006), “Nghiên c u đ th m khí O CO2 c a m t s mƠng plastic s d ng cơng ngh bao gói khí quy n u bi n (εAP) b o qu n rau qu ”, T p chí Nơng nghi p vƠ Phát tri n nông thôn, s 21, tr 59-66 [6] Nguy n V n Phi, Ph m ình Thanh (1977), "Nh a cánh ki n đ (k thu t ch bi n vƠ s d ng)", NXB Khoa h c vƠ K thu t, HƠ N i [7] HƠ V n Thuy t, Tr n Quang Bình (2000), “B o qu n rau qu t i vƠ bán ch ph m”, NXB Nông nghi p, HƠ N i Ti ng Anh [8] Bai J et al (2002), “Alternatives to shellac coatings provide comparable gloss, internal gas modification, and quality for „Delicious‟ apple fruit”, HortScience, Vol 37, p 559-563 HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN [9] Bai J et al (2003), “Coating selection for „Delicious‟ and other apples”, Postharvest Biology and Technology, Vol 28, p 381-390 [10] Baldwin E A., Nisperos M O (1996), Chen X., Hagenmaier R D., “Improving storage life of cut apple and potato with edible coating”, Postharvest Biology and Technology, Vol 9(2), p 151-163 [11] Barron C., Varoquaux P., Guilbert S., Gontard N and Gouble B (2002), "Modified atmosphere packaging of cultivated mushroom (Agaricus bisporus L.) with hydrophilic films", J Food Sci., Vol 67(1), p 251-255 [12] Baskaran R., Puyed S and Habibunnisa (2002), "Effect of modified atmosphere packaging and waxing on the storage behavior of avocado fruits (Persea americana Mill)", J Food Sci Technol., Vol 39(3), p 284-287 [13] Beliveau (1993), “Perforated plastic bag for packaging fruits or vegetables”, US Patent 5.226.735 [14] Bhushan S., Tripathi S N and Thakur N K (2002), "Effect of different modified atmosphere packaging on the quality of kiwifruit stored at room temperature", J Food Sci Technol., Vol 39(3), p 279-283 [15] Cammiss M A and Russo G (1993), "Activated earth polyethylene film", US Patent 5.221.571 [16] Cisnero-Zevallos L et al (2003), “Dependence of coating thickness on viscosity of coating solution applied to fruits and vegetables by dipping method”, J Food Sci., Vol 68, p 503-510 [17] Da-Mota W F et al (2003), “Waxes and plastic film in relation to the shelf life of yellow passion fruit”, Sci Agric., Vol 60, p 51-57 [18] Dirim S N., Esin A., Bayindirli A (2003), "A new protective polyethylene based film containing zeolites for the packaging of fruits and vegetables: films preparation", Turkish J Eng Env Sci., Vol 27, p 1-9 [19] Fallika E et al, “External, internal and sensory traits in Galia-type melon treated with different waxes”, Postharvest Biology and Technology, Vol 36, p 69-75 HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN [20] Farber J N., Harris L J., Parish M E., Beuchat L R., Suslow T V., Gorney J R., Garrett E H., Busta F F (2003), “εicrobiological Safety of Controlled and Modified Atmosphere Packaging of Fresh and Fresh-cut produce”, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Vol 2, p.142-160 [21] Fornes F et al (2005), “δow concentration of chitosan coating reduce water spot incidence and delay peel pigmentation of clementine mandarin fruit”, J Sci Food Agric., Vol 85, p 1105-1112 [22] Gennadiois A., Hanna ε A., Kurth B (1997), “Application of edible coatings on meats, poultry and seafood: a review”, δebens Wissen Technol, Vol 30, p 337-350 [23] Hagenmaier R D., "Edible coating inhibits postharvest produce decay", http://www.thefreelibrary.com/ [24] Hagenmaier R D et al (2000), "Edible food coatings containing polyvinyl acetate", US Patent 6.162.475 [25] Hoa T T et al (2002), “Effect of different coating treatments on the quality of mango fruit”, J Food Qual., Vol 25, p 471-468 [26] δee D S., Haggar P E and Yam K δ (1992), “Application of ceramicfilled polymeric films for packaging fresh produce”, Packaging Technology and Science, Vol 5, p 27-30 [27] δin D and Zhao Y (2007), “Innovations in the development and application of edible coatings for fresh and minimally processed fruits and vegetables”, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Vol 6, p 60-72 [28] Maftoonazad N and Ramaswamy H S (2005), “Postharvest shelf-life extension of avocados using methyl cellulose- based coating”, δebens Wissen Technol, Vol 38, p 617-624 [29] Moldao-Martins M et al (2003) “The effects of edible coatings on postharvest quality of the „Bravo de Esmolfe‟ apple”, Eur Food Res Technol., Vol 217, p 325-328 [30] εorillon V et al (2002), “Factors affecting the moisture permeability of lipid based edible films: a review”, Crit Rev Food Sci Nutr., Vol 42, p 6789 HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN [31] O'Beirne D (1990), "Chilling combined with modified atmosphere packaging", Oxford Elsevier Sci Publ, p 3190-3203 [32] Oms-Oliu G., Raybaudi- Massilia Martinez R M., Soliva- Fortuny R., Martin- Belloso O (2007), "Effect of superatmosphere and low oxygen modified atmosphere on shelf- life extension of fresh-cut melon", Food Control M CL C ε U CH NG T NG QUAN 1.1 Nguyên nhơn gơy t n th t hoa qu sau thu ho ch 1.2 Các ph ng pháp b o qu n hoa qu t 1.2.1 Nhi t đ th p, đ mt i sau thu ho ch ng đ i (RH) cao 1.2.2 B o qu n b ng hoá ch t 1.2.3 B o qu n mơi tr ng khí quy n u n CA (Controlled Atmosphere) 1.2.4 B o qu n mơi tr ng khí quy n bi n đ i εA (εodified Atmosphere) 1.3 B o qu n b ng khí quy n bi n đ i (εA) 1.3.1 B o qu n b ng l p ph nđ c 1.3.2 B o qu n b ng mƠng bao gói khí quy n bi n đ i εAP (εodified Atmosphere Packaging) 1.4 Ch t o mƠng bao gói khí quy n bi n đ i 1.4.1 Công ngh ch t o mƠng 1.4.2 ε t s ph ng pháp u ch nh đ th m khí qua mƠng εAP 11 1.4.2.1 i u ch nh đ dƠy mƠng 11 1.4.2.2 Ph ng pháp đ c l 12 1.4.2.3 Ph ng pháp đ a thêm ph gia vƠo mƠng 12 1.4.3 V t li u đ ch t o mƠng εAP 15 1.4.3.1 Polyetylen 16 1.4.3.2 Ph gia s d ng trình t o mƠng εAP 19 CH NG TH C NGHI ε 22 2.1 Hoá ch t, d ng c vƠ thi t b 22 HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c Khoá lu n t t nghi p Tr ng HSPHN 2.1.1 Hoá ch t: 22 2.1.2 D ng c vƠ thi t b : 22 2.1.3 S đ nguyên lý thi t b th i mƠng 23 2.2 Ph ng pháp ti n hƠnh 23 2.2.1 Ch t o mƠng bao gói khí quy n bi n đ i (εAP) 23 2.2.1.1 Ho t hoá b m t zeolit vƠ xác đ nh tính ch t c a zeolit ho t hoá 23 2.2.1.2 Quá trình th i mƠng 24 2.2.2 Nghiên c u tính ch t lý hoá c a c a mƠng εAP c s δDPE/zeolit ho t hoá 25 2.2.3 Xác đ nh đ th m khí CO2 O2 c a mƠng εAP 25 CH NG K T QU VÀ TH O δU N 27 3.1 ε t s tính ch t c a zeolit ho t hoá 27 3.2 nh h ng c a thông s công ngh đ n chi u dƠy mƠng 27 3.3 Nghiên c u tính ch t c a c a mƠng εAP c s δDPE/zeolit ho t hoá 29 3.3.1 T ng tác c a ph gia zeolit ho t hoá vƠ δDPE 29 3.3.2 Tính ch t c lý c a mƠng εAP 31 3.3.3 Hình thái h c b m t c a mƠng εAP 32 3.3.4 b n nhi t c a mƠng εAP 36 3.4 Xác đ nh đ th m khí O2 CO2 c a mƠng εAP 37 K T δU N 39 TÀI δI U THAε KH O 40 HoƠng Th Ng n K31-B Khoa Hoá h c ... đ khí CO2 (% ) bên ngồi màng bao gói PCO : N ng đ khí CO2 (% ) bên màng bao gói PO12 : N ng đ khí O2 (% ) bên ngồi màng bao gói PO22 : N ng đ khí O2 (% ) bên màng bao gói W: Kh i l ng c a rau qu (kg)... HSPHN (c) (d) Hình nh SEM c a mƠng LDPE thơng th ng đ phóng đ i 2.000 (a), 5.000 (b), 10.000 (c) 20.000 (d) (a) (b) Hình nh SEM c a mƠng MAP ch a 1% zeolit ho t hoá đ phóng đ i 2.000 (a), 5.000 (b)... hoá LDPE Ph h ng ngo i c a zeolit ho t hoá, mƠng LDPE màng LDPE/ zeolit ho t hố (? ?AP) đ c trình bƠy hình 4, vƠ (a) (b) Hình Ph h ng ngo i c a zeolit (a) zeolit ho t hoá (b) HoƠng Th Ng n K31-B Khoa