Các phương pháp bảo quản rau quả theo công nghệ sinh học:

2. Bảo quản nguyên liệu rau quả:

2.3. Các phương pháp bảo quản rau quả theo công nghệ sinh học:

2.3.1. Phương pháp Modified atmosphere packaging (MAP):

Đây là phương pháp bảo quản rau quả bằng cách sử dụng các loại màng polymer có nguồn gốc từ dầu mỏ kết hợp với việc điều chỉnh khí quyển nhằm khống chế được mức độ hô hấp của từng loại rau quả, hạn chế sự chín nhanh và do đó bảo quản được lâu hơn.

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

2.3.1.1. Đặc tính của màng MAP:

Kéo dài độ tươi lâu của sản phẩm và giảm tốc độ lão hóa của sản phẩm mà không cản trở quá trình hô hấp hiếu khí. Không giống như kiểu đóng gói sát khít vào sản phẩm, MAP có khả năng khiểm soát luồng khí lưu chuyển vào và ra, nó có thể kéo dài đáng kể thời gian được bảo quản an toàn cho rau quả. Không phải tất cả các loại màng MAP đều được chế tạo có đặc tính giống nhau, tùy theo loại sản phẩm mà nó bao gói , MAP sẽ có đặc tính thích hợp với loại sản phẩm đó. Các loại rau quả khác nhau thì có cường độ hô hấp khác nhau, do đó khi chế tạo MAP người ta phải nắm rõ mức độ hô hấp của từng loại rau quả cần bảo quản.

35

2.3.1.2. Màng MAP cải tiến:

Màng có thành phần chủ yếu tham gia vào cấu trúc tạo màng: tinh bột chuối, metylcellulose, gelatin, paraffin và một số phụ gia giúp màng tan được trong nước, tăng tính bám dính và khả năng giữ ẩm. Với đặc tính thành phần như vậy, màng có khả năng cô đặc dưới dạng rắn và có thể hòa tan tốt trong nước tạo thành dung dịch huyền phù để sử dụng, khả năng khô nhanh ở nhiệt độ môi trường.

Hình trên cho thấy thanh long sau 5 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng thì mẫu đối chứng và mẫu được bọc màng cải tiến không khác nhau là mấy về hình dáng ngoài. Nhưng chất lượng bến trong cho thấy mẫu đối chứng có độ chắc giảm nhanh, từ giá trị ban đầu 0.85 kg/cm2 xuống 0.56 kg/cm2, trong khi mẫu bọc màng cải tiến là 0.65 kg/cm2

2.3.2. Sử dụng chế phẩm màng sinh học:

Trong bối cảnh ngày càng tăng các vấn đề về vệ sinh an toàn thực phẩm đặc biệt là việc sử dụng những hóa chất không được phép và không rõ nguồn gốc để kéo dài thời gian thương mại của nông sản đã và đang làm tăng lên những bất an trong

36

xã hội thì việc nghiên cứu và sử dụng những vật liệu có nguồn gốc thực phẩm và công nghệ để sử dụng là hết sức cần thiết và cần được quan tâm.

Hiện nay người ta thường sử dụng phương pháp bảo quản rau quả bằng màng. Đó là những chế phẩm đã được nghiên cứu thành công với nguyên liệu trong nước, có thể sử dụng ở quy mô công nghiệp lẫn quy mô gia đình, không gây độc hại và không gây ô nhiễm môi trường, có thể giúp bảo quản rau, hoa, quả tươi lâu hơn mà vẫn giữ được những đặc trưng ban đầu.

Kỹ thuật tạo màng phủ sinh học là phương pháp tạo ra một dịch lỏng dạng composite, colloid hoặc nhũ tương rồi phủ lên bề mặt quả từng quả riêng rẽ bằng cách phun, nhúng hoặc xoa. Khi dịch lỏng khô sẽ tạo ra một lớp màng mỏng gần như trong suốt trên bề mặt quả. Nhờ tính bán thấm điều chỉnh sự trao đổi khí và hơi nước của màng mà quả được giữ tươi lâu hơn. Quả sử dụng màng phủ lên bề mặt sẽ hạn chế hao hụt khối lượng tự nhiên và giảm quá trình thoát hơi nước. Do màng phủ tạo ra vùng vi khí quyển điều chỉnh xung quanh quả do đó làm thay đổi sự trao đổi khí với môi trường xung quanh. Như vậy, về bản chất kỹ thuật màng bán thấm cũng là một dạng cải tiến của phương pháp MAP.

* Mục đích của việc sử dụng màng phủ:

- Làm giảm tổn thất khối lượng và giảm biến dạng do sự mất hơi nước trong quá trình bảo quản. Thay thế màng sáp tự nhiên trên mặt quả.

- Làm giảm trao đổi khí, (giảm khí oxy và tăng khí cacbonic) dẫn tới làm chậm quá trình chín hay già hoá.

- Cải thiện hình thức bên ngoài.

- Tăng độ tươi của quả.

- Phòng ngừa tổn thương cơ học và nhiễm bệnh trong vận chuyển.

- Duy trì chất lượng quả.

37

- Màng thực phẩm từ các vật liệu như các polysaccarit. Các polysaccharit có thể dùng để làm màng bán thấm là cellulose, tinh bột, dẫn xuất của tinh bột, pectin, chitin và gum.

- Màng sáp gồm sáp paraffin, sáp ong, polyethylene, dầu khoáng. Hiện còn có cả paraffin tổng hợp được làm từ xúc tác polymer hóa ethylene. Màng sáp cho phép chống bay hơi nước tốt và cho bề ngoài quả bóng đẹp.

- Màng tạo thành từ các chất hữu cơ phân tử lượng lớn như chitosan trong môi trường acid không những có khả năng bảo quản mà còn chống biến màu vỏ quả.

- Màng vi nhũ từ dung dịch nhũ tương có khả năng ngăn cản mất nước tốt tuy nhiên sản phẩm độ bóng kém. Nhiều chất nhũ hóa sử dụng trong dung dịch màng sáp đều có nguồn gốc từ glycerol và acid béo. Chất nhũ tương đã được thương mại hóa là polyglycerols-polystearate.

2.3.2.1. Màng Chitosan:

CHITOSAN là một loại polyme sinh học được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tam vì có tác dụng tốt trên bệnh nhân bị ung thư. Hai nước nghiên cứu nhiều về chitosan hiện nay là Trung Quốc và Nhật Bản.Mới đây nhất các nhà khoa học thuộc ĐH Nông Lâm đã thành công trong việc tạo màng Chitosan là vỏ bảo quản thực phẩm tươi sống dễ hư hỏng như thịt, cá ,rau quả… mà không làm mất màu, mùi vị của sản phẩm.

* Nguồn gốc:

Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của động vật không xương sống trong đó có loài giáp xác(tôm, cua), chứa từ 5-10% chất chitin. Chitin là một polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza.Cấu trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza. Chitosan là một loại chitin đã khử acetyl, có thể tan trong dung dịch acid.

38

 Là polysaccharide có đạm, không độc hại, có khối lượng phân tử lớn.

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

 Chitosan có màu trắng hay vàng nhẹ, không mùi vị.

 Không tan trong nước, dung dịch kiềm và acid đậm đặc nhưng tan trong dung dịch acid loãng (pH=6) tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309-3110C.

* Tác dụng của chitosan:

 Phân hủy sinh học dễ hơn chitin.

 Có khả năng kháng khuẩn và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài.

 Dễ dàng điểu chình độ ẩm, độ thoáng không khí cho thực phẩm.

 Màng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với các loại chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói.

 Màng làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm oxy hóa của oquinon. Màng chitosan là ức chế hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthoxyanin, flavornoid và tổng lượng các hợp chất của phenol ít bị biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn.

* Các bước tiến hành sử dụng màng chitosan:

 Trái cây được chọn lọc đúng kích cỡ, tiêu chuẩn, loại bỏ những trái bị xây sát, nấm bệnh, ngâm thật sạch bằng nước lã.

 Sau đó nhúng vào dung dịch topsin M 50 PW (một loại thuốc trừ nấm) với nồng độ 0.1% trong nước.

 Pha 1 lít gel chitosan với 3 lít nước lã, khuấy tan đều rồi nhúng hoa quả đã rửa sạch vào, sau đó vớt ra.

39

 Bảo quản ở nhiệt độ lạnh 10-120C thì sẽ lưu giữ được quả trong 4 tuần, thậm chí tới 6 tuần để có thể vận chuyển đi xa an toàn.

Bảo quản bưởi bằng màng chitosan trong vòng 3 tháng, bưởi vẫn tươi, không bị úng vỏ. Nghiên cứu của một nhóm sinh viên trường ĐH Nông Lâm TP.HCM.

Người ta đã dùng chitosan tạo màng không thấm bao các loại trái cây để bảo quản lâu hơn

* Ưu điểm của màng chitosan:

 Dễ phân hủy sinh học.

 Vỏ tôm là nguồn phế liệu tự nhiên dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan.

40

 Tận dụng phế thải trong chế biến thủy sản để bảo quản thực phẩm, góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do các chất thải từ vỏ tôm gây ra. 2.3.2.2. Màng tinh bột:

* Nguyên tắc:

Giống các chất cao phân tử khác, tinh bột có khả năng tạo màng tốt.Để tạo màng các phân tử tinh bột (Amylo và Amylopectin) sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro và gián tiếp qua phân tử nước. Có thể thu được màng từ dung dịch phân tán trong nước. Màng thu được từ thể phân tán thường dễ dàng tan ra trong nước.

* Phương pháp tạo màng:

Cho tinh bột phân tán trong nước đến một nồng độ nhất định, không quá đặc hay không quá loãng, hồ hóa sơ bộ để tạo ra một độ nhớt nhất định. Khuấy thật kỹ. Rót dung dịch tinh bột thành lớp mỏng lên bề mặt kim loại phẳng và nhẵn được gia

41

nhiệt thích hợp. Để màng không bị dính lại sau khi khô có thể phết một lớp mỏng parafin để trơ hóa bề mặt kim loại.

Nước từ bề mặt tinh bột sẽ bốc hơi lên lảm tăng nồng độ tinh bột, các phân tử sẽ dịch lại gần nhau, hướng từ biên vào tâm dưới tác dụng của dòng môi trường phân tán sắp xếp lại thành lớp đơn hạt đặc.

2.3.2.3. Màng bán thấm BOQ -15:

Đây là sản phẩm do bộ môn Bảo quản sau thu hoạch ( Viện cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch ) nghiên cứu, SX. BOQ –15 là hỗn hợp dung môi hữu cơ và thuốc chống nấm được kết hợp với nhau dưới dạng một dung dịch lỏng dùng để bảo quản các loại quả thuộc họ Citrus (cam, chanh, quít, bưởi) và một số loại rau ăn quả như cà chua.

Sau khi thu hái, nông dân chỉ cần rửa sạch, lau khô rồi nhúng hoặc dùng khăn sạch tẩm dung dịch lau một lớp mỏng trên bề mặt quả, để khô 3-5 phút rồi xếp vào thùng carton đem bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát.

Lớp màng mỏng bằng Parafine hữu cơ có tác dụng vừa làm bóng mặt quả, tăng thêm độ hấp dẫn của mã quả, vừa có tác dụng ngăn sự bốc hơi nước giảm sự hao hụt khối lượng trong suốt quá trình bảo quản. Thuốc chống nấm được phối trộn với parafine có tác dụng ngăn ngừa sự xâm nhiễm và gây hại của nấm bệnh nhưng hoàn toàn không độc hại với con người khi sử dụng.

2.3.2.4. SH - Chất bảo quản rau, hoa quả:

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

Chất có dạng lỏng, mầu nâu nhạt, hơi có mùi chanh. Đây là loại sản phẩm thuần sinh học, có thành phần chủ yếu mang bản chất thiên nhiên, có khả năng tiêu diệt và hạn chế sự phát triển của nhiều loại vi sinh vật có hại cho rau, hoa quả trước và sau thu hoạch.

42

SH có những ưu điểm chính là:

 Không hại môi sinh, tan vào trong đất.

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

 Hiệu nghiệm lâu dài mà không có hiệu ứng phụ.

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

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

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

2.3.2.5. Màng bán thấm có nguồn gốc protein:

Màng bán thấm ăn được có thể được làm từ nhiều nguồn protein khác nhau. Protein cũng ưa nước và nhạy cảm với sự hấp thụ nước vì thế độ ẩm tương đối và nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến tính chất của chúng. Các nguồn protein được dùng làm màng bán thấm ăn được gồm có zein của ngô, gluten của lúa mì, protein đậu tương, protein sữa và các protein có nguồn gốc động vật như collagen, keratin và gelatin. Bao bọc rau quả với màng thuần túy protein hiện không được sử dụng do hạn chế của chúng chống lại việc thoát hơi nước tuy nhiên màng hỗn hợp hoặc màng kép giữa protein và một vài vật liệu kị nước khác có khả năng tương hỗ lẫn nhau làm tăng tính hữu ích của chúng.

2.3.2.6. Màng bán thấm làm từ chất béo:

Màng bán thấm làm từ chất béo đã được sử dụng từ hơn 800 năm. Màng bán thấm lipid được sự dụng bởi chúng có tính kị nước cao vì thế có tác dụng như là một bức ngăn chặn sự mất nước. Ngoài khả năng hạn chế mất nước màng lipid còn có làm giảm hô hấp nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản cũng như cải thiện chất lượng cảm quan bên ngoài cho rau quả bằng cách tạo một lớp vỏ sáng bóng. Màng lipid có thể

43

được làm từ nhiều loại lipid khác nhau bao gồm acetyl monoglycerides, wax và chất bề mặt.

2.3.3. Ứng dụng công nghệ chín chậm vào bảo quản rau quả:

2.3.3.1. Đặt vấn đề:

Nước ta có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nên thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, các sản phẩn rau quả, trái cây phong phú quanh năm. Sự hô hấp và già hóa của rau quả là một giai đoạn bình thường trong chu trình sinh trưởng của nó, tiến trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố sinh lý của cây trồng dẫn đến tổn thất về số lượng và chất lượng của rau quả một cách nhanh chóng.

Để giải quyết tình trạng trên, nông dân thường cố ép thu hoạch sớm khi trái cây chưa đủ độ chín, chưa đạt tới thành phần dinh dưỡng của trái chín, hoặc áp dụng các phương pháp bảo quản nhưng chất lượng của trái cây không còn nguyên vẹn, hay sử dụng các loại hóa chất bảo quản không rõ nguồn gốc làm ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng cũng như thương hiệu của trái cây Việt Nam trên thị trường quốc tế.

Nhiều năm gần đây, các nhà khoa học đã bắt tay nghiên cứu để tìm ra phương pháp làm chậm quá trình chín của quả, giúp nhà trồng trọt có thể chủ động tiêu thụ nông sản và đảm bảo cho người tiêu dùng có cơ hội sử dụng những trái cây tươi có giá trị dinh dưỡng cao mà lại “sạch”. Và từ đó Công nghệ chín chậm đã ra đời. Một trong những thành công của công nghệ chín chậm là sự nghiên cứu về Ethylene – một olephin được sản sinh mạnh khi rau quả chín và nó cũng là tác động rất quan trọng đến chất lượng cũng như thời hạn bảo quản của rau quả. Do vậy trong kĩ thuật bảo quản, cần kiểm soát nồng độ khí này để đạt hiệu quả bảo quản tốt.

2.3.3.2. Vì sao ethylene lại ảnh hưởng đến sự chín?

Ethylene được xem là hoocmon thực vật thúc đẩy quá trình chín ở quả. Đối với các loại quả hô hấp đột biến, trong quá trình chín có giai đoạn hô hấp mạnh nhất. Thông thường vài giờ trước khi xảy ra hô hấp đột biến hàm lượng ethylene nội sinh tăng, kích thích hoạt động của các enzyme đẩy nhanh quá trình chín của rau quả.

44

Dưới tác động của ethylene, màng tế bào của quả có những biến đổi cơ bản: tính thấm của màng tăng lên đáng kể do ethylene có ái lực cao đối với lipid, một thành phần chủ yếu cấu tạo nên màng tế bào. Điều đó dẫn đến giải phóng các enzyme vốn tách rời với cơ chất do màng ngăn cách. Các enzyme này có điều kiện tiếp xúc với cơ