ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIẤM SINH KHÍ ETHYLEN ĐỂ LÀMCHÍN QUẢ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ HỌC PHẦN : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RAU QUẢ MÃ HỌC PHẦN : CKCN21402 ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ GIẤM SINH KHÍ ETHYLEN ĐỂ LÀM CHÍN QUẢ GV hướng dẫn : TS Võ Văn Quốc Bảo Sinh viên thực : Nguyễn Thị Minh Rốt (31) Trần Thị Sương (32) Huế, 2019 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài báo cáo trước hết nhóm em xin gửi đến thầy Võ Văn Quốc Bảo khoa Cơ khí- Cơng nghệ trường Đại học Nơng Lâm Huế, người tận tình hướng dẫn chúng em lời cảm ơn chân thành Cảm ơn thầy giao cho chúng em đề tài để có thêm hội học hỏi, trau dồi kiến thức tư duy, tìm tịi ứng dụng mơn học vào thực tế đời sống Trong trình làm báo cáo khó tránh khỏi sai sót mong thầy bỏ qua Đồng thời trình độ lý luận thực tiễn kinh nghiệm hạn chế nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để chúng em học thêm nhiều kinh nghiệm, trau dồi khả vốn có, nâng cao nhận thức thân hoàn thành tốt báo cáo tới Chúng em xin thân thành cảm ơn thầy! PHẦN I MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề - Với lợi nước nằm khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa, lại thiên nhiên ưu đãi cho nhiều khu vực địa lý khí hậu khác nhau, nên Việt Nam rồng nhiều loại rau phong phú Bên cạnh đó, nước ta trồng nhiều loại rau nhiệt đới quý có giá trị kim ngạch xuất - Song, vấn đề tiêu thụ sản phẩm rau gặp nhiều khó khăn, trở ngại Tỷ lệ tổn thất sau thu hoạch lớn Đối với hạt 10%, ăn củ 10-20%, ăn 15-30% cơng nghệ bảo quản chế biến cịn nhiều hạn chế nên làm cho rau Việt Nam có giá trị thấp thị trường nước xuất khẩu, để mặt hang rau Việt Nam có giá trị thị trường cơng tác bảo quản phải đảm bảo só yếu tố nhiệt độ, độ ẩm để tránh biến đổi rau trình bảo quản Để giảm tổn thất đó, rau sau thu hoạch cần xử lí để giữ tối đa chất lượng sản phẩm, giảm đến mức tối thiểu tổn thất sau thu hoạch Một yếu tố cần quan tâm ảnh hưởng Ethylene rau - Tuy nhiên, công nghệ sau thu hoạch rau quả, sau thu hoạch, vận chuyển đến nơi cần bán thời điểm cần bán phải tạo điều kiện cho trái chín nhanh đồng loạt để chất lượng sản phẩm đồng đều, ngon hơn, kích thích người tiêu dùng Do đó, việc xử lý trái sau thu hoạch hóa chất nhiều nước giới áp dụng nhằm tạo sản phẩm có độ chín đồng cao, chín đồng loạt, mẫu mã hàng hóa bóng đẹp, bắt mắt người tiêu dùng, có số lượng trái chín lớn đáp ứng kinh doanh Trái qua xử lý bảo quản lâu hơn, bảo đảm chất lượng, giảm tỷ lệ hao hụt, đặc biệt điều tiết sản phẩm thị trường để có giá bán tốt Như vậy, việc tạo điều kiện trái chín nhanh nhu cầu cần thiết Nhưng loại trái chín nhanh sử dụng hóa chất gây lo ngại cho nhiều người tiêu dùng Vấn đề sử dụng hóa chất khơng rõ nguồn gốc sử dụng vượt liều lượng cho phép để làm chín nhanh trái - Song song với q trình hơ hấp xảy sau thu hoạch sản sinh khí ethylene- hoocmon thực vật thúc đẩy q trình chín Khí ethylene có ảnh hưởng:  Đẩy nhanh tốc độ chín  Tạo màu sắc đồng cho chưa chín  Chỉ với lượng nhỏ ethylene:  Làm tăng độ già, độ chín  Tăng tỷ lệ thải bỏ quan thực vật  Giảm thời gian bảo quản Người ta thường sử dụng Ethylene dạng khí để xử lí trái cho nhanh chín II Tìm hiểu đề tài - Nhận biết tính phổ biến ứng dụng đề tài thực tiễn với khả nhóm tìm hiểu, nghiên cứu trình số phương pháp làm chín quả, nhóm hồn thành báo cáo về: ” Ứng dụng cơng nghệ giấm sinh khí ethylen để làm chín quả” PHẦN II MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP LÀM TRÁI CÂY NHANH CHÍN I Q TRÌNH CHÍN TỰ NHIÊN - Nơng sản sau thu hoạch q trình chín sinh lý, sinh hóa tiếp tục xảy tiếp tục chín Q trình gọi q trình chín tiếp hay cịn gọi q trình chín sau Trong thực tế sản xuất, ta khơng thể hái thời kỳ chín thực dụng hay chín sinh lý mà thường hái trước phải có trình chín sau sử dụng Vì q trình chín sau q trình lên men nội thân nông sản tiến hành - Sự sản sinh ethylene kích thích phân giải chlorophyll q trình chín quả, mức độ sản sinh ethylene thay đổi theo loại - Quy trình sản sinh ethylene: - Etylen loại hormone thực vật tạo thành giai đoạn phát triển trồng, đặc biệt giai đoạn chín Quá trình sinh tổng hợp etylen bao gồm cơng đoạn sau: xuất phát ban đầu từ axít amin methionine (MET) sản phẩm quan trọng chu trình tạo etylen, trình qua hai sản phẩm trung gian S-adenosyl methionine (SAM) 1aminocyclopropane 1-cacboxylic axit (ACC) Từ methionine (MET) chuyển hoá thành S-adenosyl methionine (SAM) nhờ tác dụng xúc tác enzym SAM-synthetaza Từ SAM chuyển hóa theo đường khác nhau: phần tổ hợp lại axit amin MET để tiếp tục trình sinh tổng hợp thể sinh vật; phần chuyển hóa thành 1aminocyclopropane 1-cacboxylic axit (ACC) nhờ tác dụng xúc tác enzym ACC-synthetaza Khi cịn xanh, đường hình thành trở lại MET xảy mạnh hình thành ACC yếu Quá trình diễn ngược lại chín dần Từ ACC chuyển hố thành etylen (C2H4) nhờ tác dụng xúc tác enzym ACC-oxydaza Trong q trình sinh tổng hợp etylen từ axít amin MET, hoạt tính hai enzym ACC- synthetaza ACC-oxydaza đóng vai trị quan trọng q trình điều hồ sản sinh etylen bị ảnh hưởng ion kim loại nặng Nếu có tác động biện pháp kỹ thuật nhằm chống lại hình thành ACC, chẳng hạn sử dụng chất kháng etylen (Retain – AVG) chất có tác dụng ức chế hoạt động enzym ACC-synthetaza Do đó, q trình chuyển hoá từ SAM để tạo thành hàm lượng ACC thấp (chất tiền etylen) Chính vậy, hàm lượng etylen tạo thành thấp, ứng dụng tính chất để kéo dài thời gian bảo quản - Một hướng thực khác theo đường sử dụng khả chuyển hoá enzym ACC-N- malonyltransferaza để hàm lượng ACC tạo thành thấp Khi mơi trường có mặt enzym ACC-Nmalonyltransferaza enzym làm đổi hướng từ ACC đến etylen để tạo dẫn xuất kết hợp ACC malonyl (MACC) MACC coi sản phẩm không hoạt động, bị cô lập khơng bào biến đổi trở lại ACC điều kiện phi sinh lý học Chúng ta thấy rằng, oxy giữ vai trò quan trọng q trình chuyển ACC thành etylen Đây sở cho việc bảo quản rau tươi môi trường kín (thiếu O2) hay khí điều chỉnh (điều chỉnh thành phần khơng khí khí bảo quản O2, CO2, N2…) có tác dụng kháng etylen để kéo dài thời gian bảo quản tươi rau - Ethrel hay ethylen (2-chloroethyl phosphonic acid) (CEPA) bị thủy phân thành ethylen pH - Ethylen xem chất lão suy, thúc đẩy q trình chín trái, làm diệp lục tố lá, thúc đẩy trình lão suy ức chế sinh trưởng Ethylen sản xuất thể chồi, thân Sự thiếu nước điều kiện kích thích q trình sinh tổng hợp ethylene II Q TRÌNH CHÍN NHÂN TẠO Phương pháp gia công nhiệt - Tăng nhiệt độ môi trường nhằm tăng cường tác dụng hô hấp làm cho hạt nơng sản nhanh chín Ở giới hạn nhiệt độ thích hợp loại nơng sản,khi nhiệt độ tăng cường độ hơ hấp tăng vượt q giới hạn đơi hơ hấp lại giảm ngừng lại Khi nhiệt độ môi trường tăng cường hơ hấp làm cho nơng sản chín nhanh Người ta thường áp dụng điều để thúc mau chín Thường tăng nhiệt độ lên đến 30 – 40 oC ẩm độ khơng khí phịng bảo quản 85 – 90% - Ví dụ: cà chua nên từ 27-29oC Nếu 30oC màu sắc không đẹp Cam yêu cầu nhiệt độ thấp 20-24 oC Nhiều loại thích hợp với nhiệt độ cao hơn: chuối, dứa, xoài, mãng cầu…  Ưu điểm: phương pháp gia nhiệt đơn giản, dễ làm, địi hỏi chi phí thấp, áp dụng hộ gia đình  Nhược điểm: thời gian chín kéo dài nhiều nước dễ nhăn nheo, không đẹp mắt, dễ bị lên men; nhiệt độ cao ngưỡng màu sắc không đẹp, nhiều vết đốm xấu Phương pháp yếm khí - Dùng cho loại có nhiều chất tanin (ví dụ dấm hồng ), polyphenol Trong điều kiện yếm khí tannin khơng bị oxy hóa thành chất có màu sẫm đen, chúng biến thành chất đơn giản (đường, acid hữu cơ,…) làm vị chát - Theo phương pháp cổ truyền: đem qủa ngâm nước vôi 10% – ngày ngâm nước nóng 40oC ngày đêm, sau đề bình thường, người ta cịn dùng phịng kín cho khí CO2 vào đuổi khơng khí ra, dấm chín tủ chân không - Hiện người ta dùng cách loại oxy khơng cho tiếp xúc với Có hai cách là: + Lau quả, xếp vào phịng kín, đóng kín tuyệt đối, thổi CO2 vào để đuổi khơng khí + Lau quả, xếp vào phịng kín đóng kín tuyệt đối, hút khơng khí phịng - Ví dụ: Đối với cà chua, người ta ngâm vào nước ấm 40–50oC khoảng – sau để ngồi khơng khí – ngày chín 3 Phương pháp dùng oxy - Ta biết khí CO2 O2 có tác dụng trực tiếp lên trình sinh lý, sinh hóa rau quả, mặt khác thành phần khí bình thường chứa 21% O2, bảo quản nhiệt độ bình thường với hàm lượng O2 cường độ hơ hấp hiếu khí cao, thúc đẩy q trình chuyển hóa ACC thành ethylene, dẫn đến rau nhanh chín - Dùng oxy đề tăng nhanh q trình hơ hấp hiếu khí, thúc đẩy cho q trình chín nhanh Người ta thường dùng 50 – 70 % khí oxy với nhiệt độ 20oCtrong ngày để dấm cà chua Thí nghiệm cho thấy dùng nồng độ oxy khơng khí đạt 50 – 70 % chín nhanh tự nhiên lần Nếu dùng nồng độ oxy – 6% chín chậm 40–60 ngày  Ưu điểm: thời gian chín nhanh, màu sắc đẹp, sử dụng với nhiều loại nông sản  Nhược điểm: cách làm tốn Không sử dụng với nông sản có nhiều tanin Phương pháp dùng chất kích thích - Đây phương pháp áp dụng rộng rãi chủ yếu Các chất có tác dụng thúc đẩy q trình biến đổi sinh lý, sinh hóa làm cho chóng chín - Các chất thường dùng C2H4 (etylen), C2H2 (acetylen), C3H6 (propylen), divinyl, rượu, hương thắp,…Đơi cịn dùng etylen bromit, tetraclorua cacbon,… - Trên giới nhiều nước họ làm chín trái Ethephon, pha lỗng tối đa 0,05%, nhúng 10–20 phút Trong vòng 3-5 ngày trái chín Ở Việt nam chưa có quy định cụ thể dấm chín Ethephon Phản ứng hóa sinh sau Ethephon thấm qua tế bào, phản ứng với nước tế bào để tạo khí Ethylene, HCl H3PO4, khí ethylene hỗ trợ làm chín trái cây.Giấm chín ethylene có ưu điểm q trình chín diễn nhanh (khoảng 2–4 ngày) có độ chín đồng cao nhiều so với phương pháp giấm chín truyền thống khác khác (đất đèn, ủ xoan…) Sử dụng phương pháp làm chín trái máy sinh khí Ethylene ngoại sinh - Phương pháp dấm chín trái sinh khí Ethylen ngoại sinh ứng dụng rộng rãi nước phát triển, phương pháp có ưu điểm lớn trái sau dấm an toàn cho người tiêu dùng Tại Bắc Việt Nam vào ngày giá rét nhiệt độ hạ xuống thấp trái khó chín, quan sát trái chín tự nhiên xồi, chuối, sầu riêng, hay mít khơng thể để tự chín mùa hè Chất lượng trái khơng đẹp, ví dụ xoài chuối vỏ xanh nhũng, cịn sầu riêng có khơng chín, bung mùi thơm hư, q trình chín đồng thời kèm theo trình phân hủy lên men Quy trình tiết kiệm 24 tiếng đến 36 tiếng so với để tự nhiên vào mùa hè - Cơ chế phản ứng hóa sinh sau: Khi chín cân Ethylene auxin bị phá vỡ, Ethylene từ có tế bào tăng lên với Ethylene đưa từ vào hỗ trợ trình chín nhanh Ethylene làm tăng tính thẩm tế bào giải phóng enzyme chất để xúc tiến cho phản ứng hô hấp biến đổi khác Đây phương pháp y tế khuyến khích sử dụng, an tồn cho người tiêu dùng PHẦN III GIẤM CHÍN QUẢ BẰNG KHÍ EHYLENE I KHÍ ETHYLENE - Ethylene khí cacbua-hydro khơng no, có cơng thức hóa học C2H4, cấu trúc phân tử có liên kết đơi Đây chất khí khơng màu, khơng vị, khơng gây độc; có khả gây cháy nổ nồng độ cao 2,7% - Ethylene có đặc tích kích thích sinh trưởng tế bào thực vật có tác dụng làm tăng trưởng kích thước trồng, kích thích hoa loại ăn - Một đặc tính quan trọng khí ethylene tác dụng kích thích q trình chín loại có hơ hấp đột biến (climacteric) hay cịn gọi loại có q trình chín sau thu hoạch, nghĩa kể thu hoạch q trình chín chúng trì chuối, xồi, đu đủ, hồng, cà chua  Ưu điểm:  Q trình chín diễn nhanh (khoảng - ngày) có độ chín đồng cao nhiều so với phương pháp giấm chín truyền thống khác khác (đất đèn, ủ xoan )  Để giấm chín cần xử lý cách cho chúng tiếp xúc với khí ethylene nồng độ 100-150 ppm thời gian 24 giờ, sau để điều kiện bình thường, sau tự chín vịng 2-4 ngày đề cập  Nhược điểm:  Việc sử dụng ethylene nồng độ cao 2,7% có nguy gây cháy nổ,khơng an tồn Nếu sử dụng ethyelen trực tiếp từ bình chứa khí thơng thường mà khơng kiểm sốt nồng độ gây nguy cháy, nổ nguy hiểm II Ứng dụng phương pháp giấm sinh khí etylen ngoại sinh để làm chín chuối - Chuối hơ hấp đột biến nên q trình chín có giai đoạn hơ hấp mạnh Thơng thường vài trước xảy hô hấp đột biến hàm lượng etylen nội sinh tăng, kích thích hoạt động enzym đẩy nhanh q trình chín chuối Dưới tác động etylen, màng tế bào chuối có biến đổi bản: tính thấm màng tăng lên đáng kể etylen có lực cao lipit, thành phần chủ yếu cấu tạo nên màng tế bào Điều dẫn đến giải phóng enzym vốn tách rời với chất màng ngăn cách Các enzym có điều kiện tiếp xúc với chất gây phản ứng có liên quan đến q trình sinh lý, sinh hố q trình chín, nước… - Theo Yang cộng sự, etylen loại hormone thực vật tạo thành giai đoạn phát triển trồng, đặc biệt giai đoạn chín chuối Quá trình sinh tổng hợp etylen bao gồm cơng đoạn sau: xuất phát ban đầu từ axít amin methionine (MET) sản phẩm quan trọng chu trình tạo etylen, trình qua hai sản phẩm trung gian S-adenosyl methionine (SAM) 1- aminocyclopropane 1-cacboxylic axit (ACC) Từ methionine (MET) chuyển hoá thành S-adenosyl methionine (SAM) nhờ tác dụng xúc tác enzym SAM-synthetaza Từ SAM chuyển hóa theo đường khác nhau: phần tổ hợp lại axit amin MET để tiếp tục trình sinh tổng hợp thể sinh vật; phần chuyển hóa thành 1-aminocyclopropane 1-cacboxylic axit (ACC) nhờ tác dụng xúc tác enzym ACC-synthetaza Khi xanh, đường hình thành trở lại MET xảy mạnh hình thành ACC yếu Quá trình diễn ngược lại chín dần Từ ACC chuyển hoá thành etylen (C2H4) nhờ tác dụng xúc tác enzym ACC-oxydaza - Theo quan điểm Lurssen cộng sự, trình sinh tổng hợp etylen từ axít amin MET, hoạt tính hai enzym ACC- synthetaza ACC-oxydaza đóng vai trị quan trọng q trình điều hồ sản sinh etylen bị ảnh hưởng ion kim loại nặng Nếu có tác động biện pháp kỹ thuật nhằm chống lại hình thành ACC, chẳng hạn sử dụng chất kháng etylen (Retain - AVG) chất có tác dụng ức chế hoạt động enzym ACC-synthetaza Do đó, q trình chuyển hố từ SAM để tạo thành hàm lượng ACC thấp (chất tiền etylen) Chính vậy, hàm lượng etylen tạo thành thấp, ứng dụng tính chất để kéo dài thời gian bảo quản chuối - Trong chu trình Yang Adams, hướng thực khác theo đường sử dụng khả chuyển hoá enzym ACC-Nmalonyltransferaza để hàm lượng ACC tạo thành thấp Khi mơi trường có mặt enzym ACC-N-malonyltransferaza enzym làm đổi hướng từ ACC đến etylen để tạo dẫn xuất kết hợp ACC malonyl (MACC) MACC coi sản phẩm không hoạt động, bị cô lập khơng bào biến đổi trở lại ACC điều kiện phi sinh lý học Chúng ta thấy rằng, oxy giữ vai trò quan trọng q trình chuyển ACC thành etylen Đây sở cho việc bảo quản rau tươi môi trường kín (thiếu O2) hay khí điều chỉnh (điều chỉnh thành phần khơng khí khí bảo quản O2, CO2, N2…) có tác dụng kháng etylen để kéo dài thời gian bảo quản tươi rau - Ứng dụng để giấm chín số loại trái khác: - Cà chua: Cà chua xanh xếp thùng kín với lượng 50-80kg 1m3 Mỗi ngày đêm vào thùng lần khí etylen tỷ lện 0,5 lít/m3 Nhiệt độ 20-22 độ C, độ ẩm khơng khí 85% Cà chua chín đỏ vùng 5-6 ngày, thay 10-12 ngày Có thể phun lên toàn cà chua chế phẩm ethrel nồng độ 0,03-0,1%, liều lượng 0,9-1,8 kg ethrel/ha để làm cho chín sớm từ 1-2 tuần lễ Phun vào 15-20 ngày trước kỳ thu hoạch bình thường, lúc 5-30%, chuyển có có màu hoihongf Kỹ thuật cho phép tăng chất lượng thương phẩm màu sắc cà chua Trường hợp thu hoạch tay, giảm số lần thu từ 5-6 lần 2-3 lần KẾT LUẬN Việc phát triển nông nghiệp đại thiếu ứng dụng công nghệ sinh học Trong ngành chế biến nơng sản, khơng chờ trái chín đưa vào sản xuất, loại trái khó chín mít, sầu riêng, chuối Ứng dụng cơng nghệ giấm sinh khí ethylene làm chín cách hiệu an toàn, nâng cao giá trị sản phẩm đồng thời ổn định thị trường tiêu thụ, xuất nhập nước TÀI LIỆU THAM KHẢO https://vnexpress.net/y-kien/noi-ro-them-ve-tac-dung-cua-ethylene-tronggiam-chin-qua-2114522.html?fbclid=IwAR2iSsW5B7FcpdN0rUuXwDbHonxKZeq-d6ifcp8Y3Suix0cUWRUWDzPKV4 https://fas.tdtu.edu.vn/tin-tuc/2018/hoa-chat-lam-nhanh-chin-trai-cay? fbclid=IwAR01SvFigk7RL1ICJ2yJinDe_1lsf_LznkMGtR6HgbDkwloNDZf VwpuCMV4 https://vietnamnet.vn/vn/kinh-doanh/giai-ma-chat-lam-trai-cay-chin-mautuoi-lau-124035.html? fbclid=IwAR3toKL0OqlhvWpiMnLkrTYxuXINiKkWiCBXZqCR95lqHLA _PVwlWncgHs8 https://www.foodnk.com/cac-phuong-phap-lam-chin-nong-san-rau-qua.html https://khoahoc.tv/chat-lam-chin-trai-cay-ethephon-an-toan-voi-suc-khoecon-nguoi-67860 http://www.theone.vn/dam-chin-trai-cay-bang-cach-nao-thi-toan  ... nhau, nên Việt Nam rồng nhiều loại rau phong phú Bên cạnh đó, nước ta trồng nhiều loại rau nhiệt đới qu? ? có giá trị kim ngạch xuất - Song, vấn đề tiêu thụ sản phẩm rau gặp nhiều khó khăn, trở ngại... 15-30% công nghệ bảo qu? ??n chế biến nhiều hạn chế nên làm cho rau Việt Nam có giá trị thấp thị trường nước xuất khẩu, để mặt hang rau Việt Nam có giá trị thị trường cơng tác bảo qu? ??n phải đảm bảo... tránh biến đổi rau trình bảo qu? ??n Để giảm tổn thất đó, rau sau thu hoạch cần xử lí để giữ tối đa chất lượng sản phẩm, giảm đến mức tối thiểu tổn thất sau thu hoạch Một yếu tố cần quan tâm ảnh hưởng