Phương pháp bảo quản trong môi trường không khắ ựược ựiều chỉnh (CA) là phương pháp bảo quản mà thành phần và tỷ lệ chất khắ trong môi trường bảo quản ựược kiểm soát nghiêm ngặt và ổn ựịnh trong suốt thời gian bảo quản [12]. Nồng ựộ của các khắ ựược giữ ở mức phù hợp nhất với từng loại rau quả và
thường ựiều chỉnh hai khắ chắnh là O2 và CO2. Hay nói cách khác là bảo quản CA
"thành phần O2 thấp và CO2 cao" ựược tạo ra bởi hô hấp tự nhiên hoặc nhân tạo, có nghĩa là ựược kiểm soát liên tục và chắnh xác trong suốt chu kỳ bảo quản.
Rau quả tươi là loại nông sản khó bảo quản vì hàm lượng nước có trong nó rất cao, là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt ựộng. Mặt khác, thành phần dinh dưỡng có trong rau quả rất phong phú có chứa nhiều loại ựạm, ựường, muối khoáng, vitamin... kết cấu tổ chức tế bào của ựa số rau quả ựều lỏng lẻo, mềm xốp, dễ bị sứt mẻ, dập nát nên dễ bị vi sinh vật xâm nhập và gây thối hỏng.
Phương pháp bảo quản CA dựa trên nguyên tắc ựiều chỉnh thành phần khắ
nghĩa là tăng hàm lượng CO2 giảm hàm lượng O2 sẽ có tác dụng làm giảm quá
gian bảo quản ựối với rau, hoa, quả tươi sau thu hoạch. đây là phương pháp bảo quản công nghệ cao, ựã và ựang ựược ứng dụng khá phổ biến ở các nước có trình ựộ khoa học công nghệ tiên tiến.
đã từ rất sớm vào những năm 1819, do J.E Bermard người Pháp ựã phát
hiện ra hiệu ứng của khắ O2 trong môi trường bảo quản có tác ựộng ựến quá trình
chắn và già hoá của các sản phẩm rau, hoa, quả. Song song với tiến trình phát triển của khoa học và công nghệ nói chung về lĩnh vực sinh lý và sinh hoá rau quả nói riêng ựã có những bước phát triển ựáng kể. Cho ựến nay, cơ chế bảo quản rau quả bằng công nghệ CA ựã có nhiều thành tựu khoa học ứng dụng trên thế giới, nhất là các nước có trình ựộ Khoa học và công nghệ tiến tiến.
Về vai trò của bảo quản bằng công nghệ CA ựã ựược minh chứng qua một số kết quả nghiên cứu cho thấy:
- độ chắn
Với nồng ựộ của CO2 và O2 khác nhau trong môi trường bảo quản CA có
ảnh hưởng ựến tỷ lệ chắn của quả hô hấp ựột biến. Wang (1990) [51] ựã tổng kết
các tài liệu và ựưa ra nhiều thắ dụ về ảnh hưởng của CO2 và O2 ựến hoạt ựộng của
enzyme liên quan ựến sự chắn.
Với nồng ựộ CO2 cao và O2 thấp ựã làm chậm quá trình sinh sản ethylene
ựể trợ giúp sự chắn của chuối, nhưng ứng dụng ethylene ngoại sinh thì chuối có
thể làm chắn ở môi trường nghèo O2, thậm chắ thấp hơn 1% O2, vỏ mất dần màu
xanh chứng tỏ chuối ựã chắn, tương tự với mức O2 cao (15% O2). Vì quá trình mất dần màu xanh là quá trình phân huỷ chlorophyll [45], bảo quản CA ựã làm chậm quá trình này, sự chắn của chuối ban ựầu là do ethylene nhưng chậm hơn do
trong môi trường có nồng ựộ O2 thấp.
Goodenough và Thomas (1981) [25] chỉ ra sự chậm chắn của cà chua ở
5% CO2 với 5% O2 là do chậm phân huỷ chlorophyll, chậm tổng hợp carotenoid,
lycopen và xanhthophyll [30].
Bảo quản CA ở nồng ựộ O2 thấp và CO2 cao có hiệu quả trong việc giảm sản
sinh ethylene của táo (giống Elstar) và hoa cẩm chướng (giống Scania). Bảo quản
quả kiwi ở 2-5% O2 với 0-4% CO2 cũng giảm sự sản sinh ethylene và 1-
aminocyclopropane 1-carboxylie acid oxydaza [52]. Sự sinh sản ethylene trong bảo
- Màu sắc
Trong môi trường CO2 cao, giảm sự biến ựổi màu ở những chỗ bị tổn thương
cơ học của ựậu côve (phaseolus vulgaris) so với trong không khắ. Ở mức ≤5% O2,
quá trình biến ựổi màu xảy ra và cũng là nguyên nhân của sự mất mùi, ở mức ≥ 10%
O2, nếu mức CO2 càng cao thì chất lượng ựậu càng lâu bị tổn thương [21].
Rau cải Brusel (giống Lunette, Rampart và Valiant) bảo quản ựược 2,3
hoặc 4 tuần ở 20C, 50C hoặc 7,50C trong CA khác nhau. Trong 0,5% O2, có hiện
tượng gây ra mất màu hơi ựỏ ở giữa lá và xuất hiện mùi hắc mạnh ở phần không phải màu xanh của lá [37].
- Mùi vị và các chất dễ bay hơi
Bảo quản CA có ảnh hưởng ựến mùi vị, nhiều tài liệu ựã chứng minh rằng có ảnh hưởng cả mặt tắch cực và tiêu cực. Hương vị còn bị ảnh hưởng của quá trình hô hấp yếm khắ.
Bảo quản CA vẫn duy trì ựược hương vị tốt hơn so với trong không khắ thường và hầu hết các loại quả nói chung ựều có hương vị tốt hơn so với trong không khắ thường. Tuy nhiên, ựộ chắn của quả khi bắt ựầu bảo quản có ảnh hưởng chắnh ựến hương, ựộ ngọt, ựộ chua và trạng thái của quả. Thường rất khó chắnh xác ựể nói những ảnh hưởng nào của bảo quản CA ựến chất lượng quả vì hiệu quả của hương vị không thể lẫn với ựộ chắn. Với cà chua trong môi trường O2 thấp ắt có ảnh hưởng ựến quả chắn muộn hơn là quả ựúng ựộ chắn khi thu hoạch [51].
Rau xà lách bị mất mùi thơm khi bảo quản trong 20% CO2 do nồng ựộ ethanol và axetandehyt tăng. Trong O2 thấp (0,5%) ở - 0,50C, ựậu rau (giống
Abbe fetel) bị các vết nâu và mất hương vị, ựiều này ựược hạn chế tăng mức O2
lên 1% [15].
Bảo quản quả ựào (giống Fairtaime) trong không khắ thường và trong
0,25% hoặc 0,02% O2 ở 00C hoặc 50C ựược 40 ngày. Trong O2 thấp là không có
ý nghĩa ựến sự thay ựổi màu sắc vỏ, ựộ cứng, ựộ acid và pH, nhưng mùi vị bị ảnh
hưởng nhiều. Quả giữ trong 0,25% hoặc 0,02%O2 ở 50C ựược 14 ngày có hương
Quả bơ bảo quản ở 20C hoặc 50C ựược 30 ngày trong không khắ thường và trong 5% CO2 với 5% O2 hoặc 15% CO2 với 2% O2 thì hàm lượng ethanol và axetandehyt trong không khắ thường lại cao hơn trong CA [20].
Táo (giống Granny, Smith và Yellow Newtowwn), lê (giống thế kỷ 20) mận (giống Angeleno) bảo quản trong không khắ thường hoặc trong 0,25 hoặc
0,02% O2 thì ựều sinh mạnh ethanol làm mất mùi quả [35].
Táo (giống Delicious) bảo quản sau 30 ngày trong 0,05% O2 với 0,2%
CO2 ở 10C, ựều phát hiện nồng ựộ cao của ethanol, axetandehyt, ethyl octanoate,
ethyl butyrat, ethyl 2-methyl buthyrat, ethyl hexanoate, ethyl heptanoate và ethyl octanoate. Sự tăng thành phần mùi này là kèm theo việc giảm lượng este khác cần ựể tổng hợp nhóm carboxylic acid [38].
- độ axắt
độ acid trong rau quả có ảnh hưởng ựến mùi vị nhưng về mức ựộ ảnh hưởng có thể chấp nhận ựược. Một số tài liệu ựã ựưa ra:
Batu (1995) [14] cũng khẳng ựịnh sự thay ựổi của acid có quan hệ với CA.
Trong 60 ngày bảo quản cà chua có ựộ chắn xanh hoặc vết ựỏ ở 13, 15 và 200C
acid ựều thấp và nói chung bảo quản trong màng chất dẻo thì tổn thất acid thấp hơn so với ựể ngoài thường. Bảo quản trong màng có ựộ thấm thấp thì tổn thất acid nhỏ. Mức acid của quả ựựng trong túi PP (0,5-8% O2 với 11-13%CO2) là
tương tự so với ựối chứng và thấp hơn so với trong PE 30-50ộm.
Thắ nghiệm cam (giống Valencia) thấy tổn thất acid thấp hơn khi bảo
quản ở 3,50C trong 5% CO2 với 3% O2 so với ở 00C trong không khắ thường [35].
- Thành phần dinh dưỡng
Bảo quản CA làm giảm nhanh acid ascorbic so với bảo quản trong không khắ thường. Acid ascorbic của cà chua (giống Puljab Chuhara và Puljab Kersi)
càng giảm trong môi trường CO2 càng cao (Singh et al 1993) [46]. Dâu tây (giống
Elvira) và Berry ựen (giống Thornfree) bảo quản ở 0-10C trong 20% CO2 (ựối với
dâu tây) và 30% CO2 (ựối với berry) với 1-3 hoặc 14% O2 thì ascorbic bị mất
Wang (1990) [51] kết luận rằng acid ascorbic của bắp cải không bị ảnh
hưởng trong ựiều kiện có 10-20% CO2 nhưng lại bị mất nhanh và nhiều hơn
trong 30 - 40% CO2 so với trong không khắ thường.
Củ cải bảo quản ở 10C trong không khắ thường hoặc 3% O2 với 3, 10, 20%
CO2 và ở 120C trong không khắ thường hoặc 3% O2 với 3% CO2. Kết quả ở 10C
thì hàm lượng acid ascorbic không bị ảnh hưởng trong bất kỳ chế ựộ nào của CA. Nhưng ở 120C thì ascorbic bị giảm. Bảo quản quýt (giống Satsuma) ở 1 - 40C
trong O2 thấp với CO2 cao thì ascorbic của ruột và vỏ ựều giảm sút từ từ nhưng
dehydro ascorbic acid của ruột lại tăng [25].
Nếu rau mùi (parsley) ựược bảo quản trong môi trường áp suất thấp thì ở
2-30C sẽ cải thiện ựược hàm lượng acid ascorbic nhưng ắt hiệu quả với chất khô
hoà tan tổng số. Trong khi ựó, acid ascorbic lại tăng trong thời gian bảo quản CA cà chua ở 100C [50].
- Nấm bệnh
đã có nhiều kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của CA ựến sự phát triển của nấm bệnh của rau quả:
Sự phát triển của nấm Rhizopus spp, Pencillium spp, Phomopsis spp và
Sclerotina spp bị ức chế trong môi trường khắ quyển 99% N2 và 1% O2. Bảo
quản CA có thể giảm ựược nấm bệnh, tỷ lệ nấm bệnh của bắp cải trong 3% O2
với 5% CO2 hoặc 2,5% O2 với 3% CO2 ắt hơn nhiều so với bảo quản trong không
khắ thường [42].
Bảo quản cần tây ở 80C ngăn chặn nấm bệnh tốt nhất trong 7,5 - 30% CO2
với 1,5% O2 và giảm nhẹ trong 4 -16% CO2 với 1,5% O2 hoặc chỉ 1,5 - 6% O2.
Trong 1 hoặc 2% O2 với 2 hay 4% CO2 có thể chống lại ựược bệnh cuống ựen của hành tây trong quá trình bảo quản [48].
Với 15-20% CO2 có thể hạn chế ảnh hưởng của nấm với cherry, berry,
dâu tây, sung và nho [32]. Bảo quản dâu tây trong 10-30% CO2 hoặc 0,5 - 2% O2
giảm ựược nấm bệnh nhưng lại bị mất hương vị trong vài trường hợp. Khi dâu
tây trong 0, 10, 20 hoặc 30% CO2 với 21% O2 ở 50C trên tàu biển 3-5 ngày thì
Bảo quản dâu tây (giống Hayward) trong 60% CO2 với 20% O2 ở 30 hoặc
400C sau 1, 3, 5 ngày ựã ựược kiểm tra bào tử Botrytics cinerea. Bào tử B.cinerea
ựã bị hạn chế hoàn toàn sự nảy mầm và phát triển trong 60% CO2 và ở 400C và bị
kìm hãm ở 300C. Mức nhiễm trùng B.cinerea giảm từ 85% trong môi trường bảo
quản ở không khắ thường, giảm xuống còn 50% trong môi trường CA với 60% CO2 ở 400C [18].
Có mối liên quan giữa CA và nhiệt ựộ với phát triển nấm bệnh. Nho Hy Lạp (giống Currants) sau 24 tuần, mức nhiễm Riber spp là thấp nhất (khoảng
5%) ở - 0,50C trong 20 hoặc 25% CO2, bào tử tăng ựến khoảng 35% (ở 10C trong
25% CO2), 50% (ở 10C trong 20% CO2) và 95% (trong 0% CO2 ở các nhiệt ựộ
trên) [43].
Weber (1988) [54] chỉ ra rằng bảo quản khoai tây khỏi nhiễm Erwinia
carotovora loài Atroseptica trong thời gian chữa lành vết thương bằng giảm O2
nhỏ hơn 5% và tăng CO2 hơn 20% ở nhiệt ựộ thấp hơn 100C có thể loại trừ ựược
vi khuẩn phát triển nhưng chỉ trong giai ựoạn bắt ựầu nảy mầm.
Qua những kết quả nghiên cứu trên cho thấy, tắnh nhạy cảm của môi
trường CA bằng sự ựiều chỉnh nồng ựộ của hai thành phần khắ chắnh là CO2 và
O2 ựã tạo nên hiệu ứng rõ nét có tác ựộng trực tiếp ựến quá trình sinh lý, biến ựổi
sinh hoá và hạn chế ựược sự phát triển của vi sinh vật, qua ựó duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi nói chung và quả xoài nói riêng.