2. Bảo quản nguyên liệu rau quả:
2.1. Mục đích – nguyên tắc của việc bảo quản rau quả:
2.1.1. Mục đích:
Hàng năm Việt Nam sản xuất ra hàng triệu tấn rau quả tươi nhưng việc tiêu thụ chưa ổn định do công tác bảo quản, chế biến để đảm bảo chất lượng ban đấu chưa được tốt. Để nâng cao chất lượng quả tươi, ngoài việc cải tạo và thay đổi giống mới, áp dụng khoa học kỹ thuật vào việc chăm bón, xử lý trước thu hoạch, cần chú ý đến kỹ thuật sau thu hoạch nhằm kéo dài thời gian bảo quản, giảm các tổn thất do hư hỏng nhằm mục đích:
Cải thiện chất lượng dinh dưỡng, cảm quan, chất lượng vệ sinh nhằm cung cấp cho người tiêu dùng những sản phẩm có chất lượng cao.
Góp phần nâng cao giá trị thương mại và giá trị kinh tế cho người sản xuất. Kéo dài tuổi thọ bảo quản, tạo điều kiện cho tiêu thụ sản phẩm trong nước và phục vụ xuất khẩu quả tươi.
2.1.2. Nguyên tắc:
Nguyên tắc bảo quản rau, hoa quả tươi là giữ cho rau, hoa quả tươi luôn ở trạng thái ngủ nghỉ, giảm cường độ hoạt động sống, tránh sự xâm nhiễm của vi sinh vật, giữ được chất lượng ban đầu của rau, hoa, quả tươi.
Để thực phẩm có thời gian sử dụng dài hơn và đảm bảo chất lượng tốt hơn, các phương pháp bảo quản từ đơn giản như ướp muối, phơi khô…đến các phương pháp hiện đại như chiếu xạ, thanh trùng, tiệt trùng…đều được sử dụng. Chúng đều dựa trên một số nguyên lý bảo quản rau quả như sau:
Kích thích hoạt động của các vi sinh vật và enzyme đặc biệt. Loại bỏ bớt các vi sinh vật và các chất gây nhiễm bẩn đặc biệt.
31
Tiêu diệt các vi sinh vật và làm mất hoạt tính của enzyme.
2.2. Tình hình bảo quản rau quả hiện nay – sử dụng hóa chất VS sử dụng chế phẩm sinh học: chế phẩm sinh học:
Từ năm 2005 đến 2009, thông tin về hiện trạng lạm dụng hóa chất trong sản xuất, bảo quản thực phẩm trở nên nhức nhối đối với người dân Việt Nam trong việc bảo vệ sức khỏe và tính mạng. Trong phần tìm hiểu về tình hình bảo quản rau quả hiện nay, lượng thông tin đã được thu nhận từ trên các trang web có nguồn gốc đáng tin cậy từ năm 2004 đến cuối năm 2010, qua đó nhóm chúng mình đã đưa ra sự khác biệt về tính hiệu quả cũng như độ an toàn đối với sức khỏe giữa sử dụng hóa chất đơn thuần và áp dụng phương pháp kĩ thuật tiên tiến và các chế phẩm sinh học.
Những phương pháp bảo quản rau quả truyền thống ở nước ta như dầm dấm, lên men chua, lên men rượu cũng chính là những cách bảo quản bằng hóa chất, tuy nhiên, ở đây xin đề cập đến các loại hóa chất đã được kiểm nghiệm là mang tính nguy hại cho cơ thể. Trước tiên là các chất chống diệt nấm mốc như khí SO2, các muối sulfit, còn hạn chế được sự oxy hóa ở rau quả; thế nhưng, với liều lượng không kiểm soát nghiêm ngặt SO2 sẽ phá hủy Vitamin B1 ở ngũ cốc, gây các triệu chứng ngộ độc, tổn thương khí quản do hít phải SO2. Với các chất diệt vi khuẩn điển hình là acid benzoic, các muối benzoate, luôn phải chú ý đến liều lượng do gốc phenol gây nguy cơ ung thư cao ở người. Đối với sản phẩm acid ascorbic là chất diệt vi khuẩn an toàn và đã được sản xuất bằng con đường sử dung vi khuẩn sinh ra acid này.
Riêng các hóa chất không “chính phái” như chất 2,4 D (thuốc diệt cỏ hay chất độc màu da cam) - cũng được dùng khá phổ biến trong cả hai khâu tăng sản và bảo quản sau thu hoạch. Trong canh tác, nó được dùng để làm chất kích thích cực mạnh khiến cho củ quả tăng kích thước nhanh bất thường. Trong bảo quản nó được giới kinh doanh sử dụng để diệt côn trùng, vi khuẩn... và làm chậm quá trình lão hóa giữ cho hoa quả tươi lâu, màu sắc không đổi.
32
Đối với các chế phẩm sinh học như màng Chitosan, màng bán thấm BOQ_15, màng MA mang lại hiệu quả kinh tế cao: Giảm được tỉ lệ hư hao, tăng thời gian bảo quản nhằm kéo dài thời gian thu hoạch và tiêu thụ. Hầu hết các chế phẩm này đều có nguồn gốc sinh học, đơn giản, dễ sử dụng, sản phẩm được bảo quản bằng các chế phẩm này hoàn toàn không độc hại, an toàn cho người sản xuất lẫn người sử dụng.
Màng bán thấm BOQ -15; sản phẩm do bộ môn Bảo quản sau thu hoạch ( Viện cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch) nghiên cứu, sản xuất; dùng để bảo quản các loại quả thuộc họ Citrus ( cam, chanh, quít, bưởi) được trên 2 tháng, Đánh giá của nông dân nhiều nơi khi sử dụng chế phẩm POQ – 15 là công nghệ đơn giản, dễ làm, chi phí thấp ( 200-300 đồng/kg cam bảo quản).
Màng Chitosan, sản phẩm và quy trình công nghệ do các cán bộ khoa học của Viện nghiên cứu cây ăn quả miền Nam và Viện nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học ( Trường Đại học Cần Thơ) nghiên cứu thành công trong việc bảo quản các loại quả tươi sau thu hoạch; ngăn chặn sự mất nước và xâm nhập của nấm bệnh, ở xoài ngăn ngừa bệnh thán thư và ruồi đục trái, bảo quản trái bằng cách bao màng Chitosan ở nồng độ 0,25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) có đục 5 lỗ với đường kính 1 mm được ghép mí bằng máy ép và bảo quản ở nhiệt độ lạnh 120C có thể bảo quản được tới 8 tuần.
Tuy nhận thấy sự ưu thế của chế phẩm sinh học so với các hóa chất thường dung nhưng mức độ áp dụng lại rất hạn chế, có thể hiểu do quy mô sản xuất các chế phẩm này không đủ cung ứng cho các nhà vườn cả nước, đồng thời còn phải cạnh tranh với hàng loạt hóa chất được nhập khẩu từ Trung Quốc một cách vô tội vạ.
Đồng thời với phương pháp bảo quản bằng chiếu xạ hay dung dung dịch ozon cũng gặp nhiều ý kiến chấp nhận và phản đối từ nhà sản xuất, đến các nhà khoa học và người tiêu dùng. Những lo ngại về biến đổi của bản thân thực phẩm được chiếu xạ sau khi hấp thu vào cơ thể người sẽ gây bệnh, rồi đến nhận định của Tiến sĩ Brian Wild - chuyên gia ngành sau thu hoạch của Viện Nghiên cứu rau hoa quả Gosford, Bộ
33
Nông nghiệp New South Wales, Úc - đã tiến hành thí nghiệm tác dụng của ozon. Kết quả cho thấy với cam, chanh thì một số loại thuốc bị phân hủy khoảng 60% sau một giờ, 80% sau ba giờ và 100% sau sáu giờ. Trong thực tế, thường không ai rửa rau quả bằng ozon quá 10-15 phút. Hơn nữa, ozon không phân biệt được chất độc hại hay chất bổ dưỡng. Nghĩa là cứ gặp hóa chất trong thực phẩm là nó phân hủy, do đó một phần chất hữu ích bị mất đi do tác dụng của ozon.
Trong tương lai,chúng ta hy vọng còn tìm được các phương pháp bảo quản khác tiến bộ hơn về mặt đảm bảo độ an toàn và hiệu quả sử dụng như dung dịch sát khuẩn Anolyte và bọc trái cây bằng màng MA.
Màng MA , các chuyên gia Việt Nam và Hàn Quốc đã hợp tác nghiên cứu, ứng dụng thành công một loại màng đặc biệt để bảo quản một số loại quả ở Việt Nam. Tuy nhiên, ở Việt Nam, màng MA chưa được nghiên cứu có hệ thống, kỹ càng và chưa đưa vào sử dụng. Màng MA thực chất là màng polyethylen (PE) chứa một loại khoáng chất sẵn có ở nước ta, không độc hại được sử dụng để bọc các khay quả, sự tương tác giữa màng và quả làm cho khí quyển trong khay có nồng độ khí CO2 và O2 thích hợp cho từng loại quả, kết hợp với bảo quản quả ở nhiệt độ lạnh thích hợp. Màng MA trong bảo quản xoài và vải, kéo dài thời gian bảo quản đến 3-4 tuần và quả vẫn giữ được màu sắc, chất lượng tốt. Hiện vẫn chưa ước tính được giá thành của màng MA.
Ông Nguyễn Hoài Châu, Giám đốc Trung tâm phát triển công nghệ cao thuộc Viện khoa học Vật liệu, cho biết, Anolyte thực chất là dung dịch điện phân của muối ăn (còn gọi dân dã là nước ozon). Trong đó ngoài các ion Na+, Cl- còn có nhiều nguyên tử oxy, ozon, clo... là thành phần có tính sát khuẩn rất mạnh, có thể tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn, kể cả những loại có sức đề kháng cao như nha bào, vi trùng bệnh lao, E. Coli, các liên cầu khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn… Do những đặc tính này, anolyte từ lâu đã được các nước tiên tiến sử dụng trong việc bảo quản hoa quả, trong chế biến thủy sản, vô khuẩn bệnh viện, khử trùng giống... Ở Việt Nam, công nghệ bảo quản sử dụng anolyte cũng đã được áp dụng ở một số nơi (trong bảo quản hoa quả,
34
phòng dịch cúm gà, vô trùng bệnh viện...) nhưng còn mang tính tự phát, chưa có hệ thống.
2.3. Các phương pháp bảo quản rau quả theo công nghệ sinh học: 2.3.1. Phương pháp Modified atmosphere packaging (MAP): 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