Tìm hiểu các loại màng phương pháp bảo quản lương thực rau quả

Mở đầu 1/ Tình hình chung về bảo quản nông sản Lương thực và thực phẩm là vấn đề quan trọng số một của loài người. Do đó tìm cách nâng cao sản lượng cây trồng và sản xuất ra nhiều thực phẩm là yêu cầu vô cùng cấp bách. Trong rau hàm lượng nước chiếm 85% đến 95%, chỉ có từ 5% đến 15% là chất khô, nên rau là đối tượng rất dễ bị hỏng, dập nát khi thu hái, vận chuyển và bảo quản. Ở các loại hạt lương thực do thành phần dinh dưỡng khá cao là môi trường hấp dẫn cho các loại vi sinh vật và sâu bọ, côn trùng phát triển. Theo tài liệu của các nước có trình độ bảo quản tiên tiến như Mỹ, Nhật . thì số lương thực tổn thất trong khâu bảo quản hàng năm không dưới 5%. Ở các nước nhiệt đới số lương thực tổn thất trong bảo quản lên tới 10%.Ở nước ta sự thiệt hại gây ra trong quá trình bảo quản cũng là một con số đáng kể. Tính trung bình đối với các loại hạt, tổn thất sau thu hoạch là 10%, đối với cây có củ là 10 - 20%, riêng rau quả, tổn thất trung bình hàng năm từ 10 - 30%.Vì vậy phải có biện pháp tổng hợp kết hợp giữa các khâu trước thu hoạch và sau thu hoạch, thu hái, vận chuyển và phân phối lưu thông để giảm tổn thất, nâng cao chất lượng và tăng thêm thu nhập cho người sản xuất. Có thể nói, bảo quản lương thực và thực phẩm là một ngành kỹ thuật rất quan trọng, nó có ý nghĩa lớn về mặt kinh tế. Nó giúp cho người làm công tác kỹ thuật biết cách tổ chức để giảm tổn thất trong quá trình bảo quản . Bảo quản tốt lương thực và thực phẩm sẽ đề phòng được nạn đói do thiên tai, địch họa gây ra, sẽ nâng cao được mức sản xuất, mức sinh hoạt . 2/ Mục đích nghiên cứu đề tài Qua những hiểu biết sơ bộ về tầm quan trọng của việc bảo quản nông sản trước và sau thu hoạch, mục đích của nhóm khi thực hiện đề tài này là tìm hiểu về những thay đổi cơ bản của nông sản, những tác nhân gây ra sự hư hỏng của nông sản trong bảo quản . Từ đó tìm hiểu các phương pháp tốt nhất để bảo quản nông sản, đặc biệt là những phương pháp không gây tác động xấu đến người tiêu dùng cũng như môi trường xung quanh. 3/ Phạm vi nghiên cứu Tìm hiểu về các biến đổi sinh lý, sinh hóa gây hư hỏng nông sản khi bảo quản Tìm hiểu các tác nhân vật lý, hóa học, sinh học tác động xấu đến nông sản khi bảo quản Tìm hiểu về các biện pháp bảo quản nông sản, đặc biệt là việc áp dụng các loại màng trong bảo quản. 4/ Phương pháp nghiên cứu: Tham khảo các giáo trình, sách nghiên cứu về nông sản. Tham khảo tài liệu viết về cách thức bảo quản nông sản, đặc biệt, tài liệu viết về các loại màng bao được dùng trong bảo quản nông sản trong thời gian gần đây. Tham khảo những báo cáo, thống kê về hiệu quả bảo quản nông sản bằng các phương pháp khác nhau.

doc66 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 25/01/2013 | Lượt xem: 6957 | Lượt tải: 31download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tìm hiểu các loại màng phương pháp bảo quản lương thực rau quả, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
thấm O2 chậm , tan mạnh hơn trong nước và có đặc tính kéo giãn tốt. tuy nhiên lại kém bền với hơi nước. Các dextrin cũng được sử dụng tạo màng. Các lớp phủ từ các polymer này có tính thấm hơi nước chậm hơn so với các màng được làm từ tinh bột. Một loại màng trên cơ sở tinh bột đã được sản xuất thành công trong thương mại là dạng dẹt- một phát minh bắt nguồn từ người Nhật đó là một loại màng trên cơ sở tinh bột được chế tạo từ bột gạo bổ sung một lượng nhỏ gôm thực vật. Hồ loãng sau đó được sấy trống ở 1020C trên trục gia nhiệt. Nó tạo ra màng mỏng và cần được bảo quản ở độ ẩm được kiểm soát nghiêm ngặt để tránh giòn vỡ. 2.2.3.5/ Aloe Vera - nha đam. Gel nha đam đã được sử dụng để phủ nho tươi và kép dài thời gian sử dụng chúng lên khoảng 35 ngày tại 10C. loại gel thể hiện tính chất như một màng chắn đối với O2 và CO2, tạo nên một dạng màng kiểu MA, và cũng có khả năng chống ẩm, và chính vì lý do đó giảm được việc mất khối lượng, hóa nâu, mềm nhũn, và sự phát triển của nấm men cũng như nấm mốc. Dạng vật liệu này được nhận thấy có chứa các chất chống vi sinh vật và vì vậy chống đươc thối rữa. Aloe veera chứa các cacbohydrate malic acid-acetylat (bao gồm các β-1-4-glucomanna) được chứng minh rằng có tính chống viêm. Các phụ gia và chất xử lý thêm vào công thức màng. Các chất khác thêm vào màng hay lớp phủ ăn được bởi hai lý do cơ bản. Một là để cải thiện cấu trúc, cơ chế và điều chỉnh các đặc tính của lớp phủ. Lý do thứ hai là để cải thiện chất lượng, mùi vị, màu sắc cũng như các đặc tính tự nhiên của các sản phẩm được phủ. Chất làm mềm dẻo, chất nhũ hóa và chất hoạt động bề mặt. 2.3.1.1/ Chất làm mềm dẻo (Plasticizer) Các chất làm mềm dẻo thường sử dụng là những chất có khối lượng phân tử nhỏ và có thể làm tăng độ bền cũng như tính linh động cho lớp phủ, tuy nhiên nó cũng làm tăng tính thấm của lớp phủ đối với hơi nước và các chất khí. Các chất làm mềm dẻo phổ biến thường bao gồm các polyol như glycerol, sorbitol, manital, propylene glycol và polyglyceride. Sucrose, các este của acid béo và các acetylat monoglyceride cũng được sử dụng như chất làm mềm dẻo. Chất nhũ hóa và Chất hoạt động bề mặt. Chất nhũ hóa có thể phân loại thành các tác nhân hoạt động bề mặt hay chất ổn định phân tử lượng lớn. Chất ổn định phân tử lượng lớn là protein, các loại gum, và tinh bột làm chất nhũ hóa. Các tác nhân hoạt động bề mặt làm giảm hoạt độ nước bề mặt và có hiệu quả đến tốc độ mất ẩm của thực phẩm khi được sử dụng trong màng phủ. Điều này đã được chứng minh bởi glycerol monopalmitate và glycerol monostearate cũng như các rượu béo 16 đến 18 cacbon. Việc giảm hoạt độ nước bề mặt tại mặt tiếp xúc hai pha nước- dầu giúp cho cả hai pha ổn định nhũ hóa, điều này khá quan trọng trong việc kéo dài thời gian sử dụng cho các lớp phủ. Cân bằng giữa liên kết ưa nước- liên kết kỵ nước (hydrophilic-lipophilic balance HLB) của các chất hoạt động bề mặt phân các chất này ra theo những phần ưa nước và những phần kỵ nước. Điều này giúp chúng thể hiện vai trò của những chất nhũ hóa. Các tác nhân diệt nấm và khống chề sinh học. 2.3.2.1/ Các tác nhân diệt nấm. Trái cây tươi và các loại rau quả dễ bị ảnh hưởng bởi rất nhiều loại nguyên nhân gây hư hỏng sau thu hoạch, điều này có thể giảm thiểu nhờ vào việc xử lý với các thuốc diệt nấm khi phủ hoặc không phủ sáp. Khoảng 20 hợp chất đã được phát triển và kiểm tra để sử dụng làm thuốc diệt nấm sau thu hoạch trong suốt hơn 30 năm qua, nhưng nhiều loại bị cấm hoặc không được cho phép tại Mỹ cũng như một số quốc gia khác. Sử dụng thuốc diệt nấm trong lớp phủ trái cây đã được sử dụng cho các loại quả citrus, bao gồm thuốc Benomyl, imazalil, và thiabendazole (TBZ), hai loại sau hiện nay đã được đăng ký để sử dụng cho các loại quả citrus tại Hoa Kỳ. Việc sử dụng thuốc diệt nấm trong các lớp phủ cho các loại quả hạch (thường là methyl1-1-(butylcarbamoyl)-2-benzimidazolecarbamate hay benomyl), đu đủ (TBZ), dâu tây ((3-(3,5-dichlorophenyl)-N-(1-methylethyl)-2,4-dioxo-1-imidazolidinecarboxamide,iprodione hay Roveral), cà chua ((N-[(trichloromethyl)thio]-4-cyclohexene-1,2-dicarboximide hay captan) và táo (Roverol) cũng như captan và benomyl cho quả mâm xôi. Các tác nhân khống chế sinh học. Các loại nấm men và vi khuẩn đối kháng ức chế sự phát triển của nấm mốc và vì vậy kéo dài thời gian sử dung của rau quả và trái cây tươi. Cơ chế của việc này được thể hiện trong các hợp chất kháng sinh, sự cạnh tranh để lấy thức ăn tại những vùng bị giập của các sản phẩm tươi, tương tác trực tiếp với các nguồn vi sinh gây hại, và sự cảm ứng những phản ứng bảo vệ của cơ thể vật chủ. Những ho85p chất này đã thành công trong việc ứng dụng cho lớp phủ trái cây và cho thấy có thể làm chậm lại sự hư hỏng của các loại quả citrus. Hai sản phẩm trên thị trường Hoa Kỳ là Biosave (EcoScience Corp.,Orlando,FL) chứa các vi khuẩn đối kháng (Pseudomonas syringae), và Aspire® (Ecogen Corp. Langhorne, PA), chứa một loại nấm men đối kháng (Candida oleophila) để kiểm soát quá trình thối rữa ở táo và các quả họ citrus. 2.3.3/ Chất bảo quản. Các chất bảo quản hóa học như muối, nitrit và sulfit đã được sử dụng từ rất lâu nhằm kéo dài thời gian sử dụng cho các sản phẩm thực phẩm. Các lớp phủ cũng có thể đóng vai trò như một chất mang các tác nhân chống vi sinh vật trong quá trinh xử lý thực phẩm. 2.3.3.1/ Các Benzoate, Các Sorbate, và những acid hữu cơ chuỗi ngắn khác. Các chất bảo quản như acid benzoic và các benzoat hiệu quả nhất ở pH 2,5-4. Không hiệu quả nếu pH cao hơn 4.5. Các chất bảo quản này ức chế các loại nấm men và nấm mốc hiệu quả hơn vi khuẩn và tại Việt Nam được sử dụng tối đa với liều lượng 0,1%. Acid lactic, acetic, propionic, fumaric và acid citric cũng được sử dụng trong các lớp phủ nhằm chống lại hoạt động của vi sinh vật. Việc sử dụng các loại màng bao có chứa các chất bảo quản như các benzoate và sorbate cải thiện khả năng bảo quản của chúng khi sử dụng bao gói các vết cắt trái cây. 2.3.3.2/ Parabens. Paraben là các ester alkyl của các acid hydrozyl benzoic. Chúng hoạt động trong cả điều kiện acid và kiềm. chúng có khả năng chồng nấm mốc và nấm men cao hơn khả năng kháng khuẩn. cơ chế tác dụng của chúng là làm thay đổi trạng thái màng tế bào của vi sinh vật. 2.3.3.3/ Sulfite. Sulfit hay SO2 và các muối của chúng hiệu quả trong việc ức chế nấm men, nấm mốc và đặc biệt là vi khuẩn, chúng cũng chống lại phản ứng hóa nâu enzyme trong thực phẩm. Chúng có thể được dụng cho trái cây và rau quả tươi. Các chất khác. Các chất chống oxy hóa. Các chất chống oxy hóa là những chất ức chế hay chống lại các phản ứng oxy hóa gây hóa nâu một số loại trái cây và rau quả (phản ứng hóa nâu enzyme hay phi enzyme) chúng có thể tác động đến màu sắc và mùi vị của nấm rơm, trái cây, rau quả Các chất chống oxy hóa dạng phenolic. Các chất này bao gồm butylated hydroxyanisole (BHA),butylated hydroxytoluene (BHT),và các ester của acid gallic chẳng hạn như propyl gallate và tertiary butyl hydroquinone (TBHQ). Những chất chống oxy hóa tự nhiên cũng rất hiệu quả như tocopherol và lecithin. Các lớp phủ sử dụng các chất chống oxy hóa này để ngăn chặn sự biến màu của trái cây và rau quả. Đối với táo nếu nhúng trong chất chống oxy hóa diphenylamine (DPA) (300–3000 ppm) hay ethoxyquin có thể giúp giảm sự hóa nâu bề mặt. Các xử lý điều hòa sinh trưởng và các chất khoàng. Canxi. Canxi có rất nhiều mục đích sử dụng cho các công đoạn sau thu hoạch. Các sản phẩm sau thu hoạch nhúng vào dung dịch Canxiclorua (CaCl2) có thể giảm được các biểu hiện như vị đắng hoặc các vế cắt bị thâm trên táo. Canxi hay CaCl2 nhúng hoặc thấm qua trên toàn bộ hoặc các trái cây đã cắt cho thấy có thể tăng độ bền cho táo, đào, việt quất và dâu tây, cũng như làm chậm quá trình chín và thối của bơ, xoài, táo, lê, đào, dâu tây và khoai tây. Điều hòa sinh trưởng. Các polyamine putrescine và spermidine làm thay đổi cấu trúc khi chúng thấm vào táo. Spermine và spermidine làm tăng độ bền vững cho các lát dâu tây. Các chất điều hòa sinh trưởng như 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) và 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T) được thêm vào lớp sáp bao trái cây như các chất chống lại quá trình lão hóa nhằm kéo dài thời gian bảo quản của các loại quýt. Maleic hydrazide (250ppm) và 2,4-D được thêm vào lớp sáp nhũ hóa nhằm làm chậm quá trình chín của xoài. Acid Gibberellic (150ppm) nhằm tránh quá trình mọc mầm của củ khoai lang trong 1 tháng. 2.4/ Phân loại. Trên cơ sở phương pháp sản xuất, các vật liệu polymer sinh học được chia làm ba nhóm chính: polymer được tách trực tiếp từ các nguồn tự nhiên (chủ yếu là thực vật) ví dụ như các polisaccharide (tinh bột, cellulose) và protein (casein, gluten bột mì). polymer được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học từ các monome. Ví dụ: vật liệu polypactat là một polyeste sinh học được polymer hóa từ monome acid lactic. Các monomer này được sản xuất nhờ phương pháp lên men các carbohydrate tự nhiên. polymer được sản xuất nhờ vi sinh vật hoặc vi khuẩn cấy truyền gen. Vật liệu polymer sinh học điển hình nhất trong trường hợp này là polyhydroxyl- alkanoat; chủ yếu là polyhydrobutyrat (HB) và copolyme của HB và hydroxy-valerat (tên thương mại Biopol). 2.5/ Các ứng dụng của màng polyme sinh học. 2.5.1/ Sử dụng polysaccarit tan để phủ và bảo quản rau quả. Ước tính khoảng 25-80% rau quả mới thu hoạch bị hỏng. Rau quả tiếp tục hoạt động trao đổi chất sau khi đã được thu hoạch và sẽ chín hoặc già khá nhanh nếu không áp dụng phương pháp đặc biệt để làm chậm quá trình này. Kéo dài thời gian bảo quản sau thu hoạch có thể thực hiện được nhờ sử dụng các lớp phủ ăn được là các màng bán thấm đối với hơi nước và khí. Các lớp phủ này có thể hỗ trợ hoặc thay thế các kỹ thuật khác được sử dụng với mục đích tương tự như biến đổi hoặc kiểm soát môi trường bảo quản. Sơ đồ phủ sáp, nhựa tan trong nước hoặc phân tán dầu phủ cho một số loại rau quả. Sử dụng lớp phủ sáp cho cam quýt đã có từ những thế kỷ 12, 13 như sơ đồ trên. Vào những năm 1930, sáp trên cơ sở parafin đã được sử dụng làm lớp phủ cho cam, quýt và rau, trong những năm 1950 nhũ tương dầu sáp carnnauba được sử dụng. Các thành phần khác như thuốc diệt nấm, chất chống lạnh, chất màu, chất chống già, bộ phần điều hòa sinh trưởng và tác nhân điều chỉnh sinh học có thể kết hợp vào lớp phủ. Các lớp phủ trên cơ sở monoglyxerit axetylat hóa (AGs), sáp và các chất hoạt động bề mặt được phát triển nhằm loại bỏ các vấn đề liên quan đối với táo như mất độ ẩm, xước bề mặt, dập, hỏng ruột và các vết đốm. Ảnh hưởng của sáp và các lớp phủ từ sáp tới hàm lượng etanol, khí quyển bên trong và mất khối lượng ở táo, cam, quýt, đến thời gian bảo quản của hoa quả nhiệt đới đã được nghiên cứu tổng quan. Lớp phủ sáp cho hoa màu như cà rôt, dưa chuột, cà, bí ngô cũng đã được công bố. Các lớp phủ trên cơ sở polysaccarit khác đã được sử dụng cho rau quả bao gồm: LMP (metoxylpectin thấp) để phủ lạc và quả chà là khô, phủ tinh bột hydroxyl dạng bột cho mận, amylozo tinh bột với chất dẻo hóa cần thiết dùng để phủ chà là và nho, este amylozo của acid béo và một lớp protein đậu tương hoặc ngô dùng cho đậu lạnh khô, cà rốt và táo, bột CMC (natri cacboxy xenlulozoglycolat) và tinh bột dùng cho các miếng rau quả tươi mới cắt, chitosan và acid lauric dùng cho các lát táo. Nhiều lớp phủ được sử dụng cho rau quả hiện nay tương tự với các loại đã sử dụng trước đây. Lớp phủ sáp hay các lớp phủ thương mại trên cơ sở sáp hoặc sáp polyetylen đã được công đã được nghiên cứu và công bố trong một số tài liệu. MC (metylxenlulozo) đã được sử dụng để phủ trái cây và chống mất độ ẩm. HPC (hydroxylpropyl xenlulozo) độc đáo ở chỗ nó là chất nhiệt dẻo thực và có thể được ép đùn thành màng từ trạng thái nấu chảy, loại màng này được sử dụng để tạo ra các khoang túi cho phép người gia công có thể bổ sung một lượng nhất định chất phụ gia như trộn trước chất màu và vitamin trực tiếp mà không cần xử lý thêm. Lê và chuối có thể được phủ bằng CMC và các chất nhũ hóa este acid béo. Lớp phủ này làm tăng sức đề kháng một cách hiệu quả chống lại thối rữa do nấm ở táo, lê, mận nhưng kém hiệu quả trong việc giảm tần số hô hấp và mất nước ở cà chua. Một lớp phủ bao gồm các thành phần tương tự, chứa tỷ lệ cao hơn các este acid béo không no mạch ngắn có tác dụng ức chế sự phát triển màu, giữ lại acid và sự rắn chắc cho táo, quyết định thời gian bảo quản cam, quýt. Tuy nhiên nó lại không hiệu quả trong việc giảm mất nước ở dưa hấu. Bổ sung sáp vào làm tăng độ bóng của lớp phủ. Lớp phủ carageenan do tập đoàn quốc tế Mitsubishi nghiên cứu dùng cho sản phẩm tươi. Các lớp phủ carageenan khác được sử dụng để ức chế mất độ ẩm khỏi thực phẩm được phủ. Các lớp phủ từ gellan và algint được sử dụng để phủ nấm nhằm kéo dài thời gian sử dụng và tránh những thay đổi trong cấu trúc trong thời gian bảo quản ngắn. Nghiên cứu chi tiết hơn phân tích mối quan hệ giữa lớp phủ gôm với cấu trúc nấm alginat hay alginat ergosterol có hoặc không có chất nhũ hóa đươc sử dụng để phủ nấm ăn Agaicus bisporus. Cấu trúc của mô nấm được nghiên cứu chi tiết vì khả năng tương thích giữa lớp phủ và bề mặt bên ngoài là rất quan trọng để phủ thành công. Mô nấm xốp và dễ dàng thấm vào nó, bao gồm các chất khoáng được sử dụng làm tác nhân khâu mạch và các polymer tan trong nước được sử dụng để chuẩn bị lớp phủ đã được khảo sát. Sức căng bề mặt củ dung dịch phủ là một trong những tham số quan trọng để xem xét vì giá trị này giảm sẽ dẫn tới khả năng thấm ướt bề mặt tốt hơn. Phối hợp alginat, ergosterol là sự lực chọn tốt nhất để duy trì kích thước và hình dạng của nấm được phủ. Lớp phủ được thiết kế để tác động đến khả năng thấm oxy và cacbonic. Sự hô hấp của sản phẩm thải ra oxy và tích tụ cacbonic. Cần phải cẩn thận trong khi thiết kế lớp phủ; nếu mức oxy giảm xuống quá thấp các phản ứng kỵ khí sẽ diễn ra làm mất hương vị và gây chín bất thường. Dung dịch đặc ethanol và acetaldehyt có thể được sử dụng làm chất điều chỉnh cho sản phẩm cuối hoặc gần cuối quá trình hô hấp kị khí. Mức oxy dưới 8% giảm sinh ra etylen và mức cacbonic trên 5% trì hoãn hoặc ngăn cản phản ứng với etylen trong mô quả, bao gồm sự chín. Vì vậy, rau quả sẽ giảm hô hấp, sinh ra ít etylen hơn, làm chậm quá trình chín và kéo dài thời gian bảo quản. 2.5.2/ Màng trên cơ sở pullulan. Sự lên men bởi tinh bột và đường thô bởi nấm Aureobasidium (Pullularia) pullulans tạo ra một chất nhầy polysaccarit ô mạng mở rộng, pullulan chiếm 70% lượng tạo thành. Polyme sinh học này có khả năng sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, vì dụ như phun bọc trên hoa quả, rau và màng đóng gói, bao bì. Nó có thể được sử dụng như một thành phần trong thực phẩm và đồ uống chứa ít calo. Chúng có độ nhớt tương đối, có khả năng phân tán và giữ độ ẩm, ngăn chặn nấm mốc phát triển. pullulan được cung cấp dưới dạng bột trắng, không mùi, không vị. Nó hòa tan nhanh trong nước lạnh cho dung dịch không màu. Pullulan được chấp nhận do đặc tính mềm dẻo của màng, tan trong nước, có khả năng phân hủy sinh học với độ chống thấm oxy cao. Màng trên cơ sở hỗn hợp pullulan, natri cezeinat và protein phân lập từ đậu tương (SPI) hoặc một peptit. Các thông số được kiểm tra là: tính chất bề mặt màng, độ tan hệ số phân tán của oxy và tác dụng của SPI với độ thấm oxy và sức căng cực đại của màng. Cấu trúc của những màng này trở nên thô ráp khi bổ sung SPI. Sự bổ sung peptit không có tác dụng trên bề mặt hoặc độ thấm của màng trên cơ sở pullulan. 2.5.3/ Màng chitosan. 2.5.3.1/ Giới thiệu chung. Cả chitin và chitosan đều có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và cuộc sống, đặc biệt là trong chế biến và bảo quản thực phẩm. Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tính trên toàn thế giới là 5,11 triệu tấn/ năm. Vì vậy việc chế biến màng bảo quản chitosan đã giải quyết phần nào lượng chất thải trên và cho thấy tiềm năng phát triển trong tương lai của loại màng này rất cao. Chitin. Chitin và chitosan rất giống nhau về cấu trúc, chỉ khác nhau về độ acetyl hoá, thực chất là khác nhau về hàm lượng của các nhóm –NHCOCH3 và nhóm –NH2 trong chitin và chitosan. Chitosan chứa nhiều nhóm –NH2 hơn nên mới có tính chất tan trong dung dịch axit. Cũng vì thế mà từ chitin, các nhà khoa học biến đổi thành chitosan và các dẫn chất chitosan để có các tính chất theo yêu cầu sử dụng trong đời sống. Ở nước ta chitosan đã tạo được dạng tan trong nước. Các nhà khoa học đã tạo dược dẫn chất chitosan là N–Carboxymetylchitosan, N–Carboxybutylchitosan hơn hẳn chitin/chitosan ở chỗ tan được trong nước. Chitosan tan trong dung dịch axit tạo gel có thể tráng mỏng thành màng, vì vậy, từ lâu người ta đã dùng chitosan tạo màng không thấm bao các loại trái cây để bảo quản lâu hơn. 2.5.3.2/ Đặc tính của chitosan. Chitosan là polysaccarit có đạm, không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. Là một chấn rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau. Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị. Không tan trong nước, dung dịch kiềm và acid đậm đặc nhưng tan trong acid loãng pH=6, tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309-3110C. 2.5.3.3/ Tổng quát về cách tạo màng bọc chitosan. Chitosan được nghiền nhỏ bằng máy để gia tăng bề mặt tiếp xúc. Pha dung dịch chitosan 3% trong dung dịch acid axetic 1,5%. Sau đó bổ sung chất phụ gia PEG-EG 10% (tỷ lệ 1:1) vào và trộn đều, để yên một lúc để loại bọt khí. Sau đó đem hỗn hợp thu được quét đều lên một ống inox đã được nung nóng ở nhiệt độ 64-650C. Để khô màng trong vòng 35 phút rồi tách màng. 2.5.3.4/ Ứng dụng của màng chitosan. Các thí nghiệm thực tế cho thấy chitosan có khả năng ức chế hoạt động của một số loại vi khuẩn như E.Coli. Một số dẫn xuất của Chitosan diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài. Có thể bảo quản các loại thực phẩm tươi sống, đông lạnh khi bao gói chúng bằng các màng mỏng dễ phân hủy sinh học và thân môi trường. Thông thường người ta hay dùng màng PE để bao gói các loại thực phẩm khô. Nếu dùng PE để bao gói các thực phẩm tươi sống thì có nhiều bất lợi do không khổng chế được độ ẩm và độ thoáng không khí (oxy) cho thực phẩm. Trong khi bảo quản, các thực phẩm tươi sống vẫn "thở", nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển. Màng bao bọc bằng chitin và chitosan sẽ giải quyết được các vấn đề trên. Trong thực tế người ta đã dùng màng chitosan để đựng và bảo quản các loại rau quả như đào, dưa chuột, đậu, bưởi v.v... Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói. Loại này đã được sản xuất thử. Một ứng dụng nữa của chitosan là làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hóa của oquinon. Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn. Dùng màng chitosan bảo quản chuối. Thời gian bảo quản kéo dài gấp 3 so với bình thường và có thể ứng dụng trên diện rộng với khối lượng trái cây lớn. Từ chế phẩm sinh học chitosan được sản xuất từ vỏ tôm, qua gần 4 tháng nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Văn Toàn, sinh viên Phạm Võ Minh Thiện, khoa công nghệ sinh học Trường ĐH Quốc tế (ĐH Quốc gia TPHCM), đã nghiên cứu thành công quy trình ứng dụng chế phẩm này để bảo quản các loại trái cây phổ biến hiện nay ở Việt Nam, đặc biệt là chuối. Chuối mau bị mốc khi bảo quản bằng cách thông thường và Chuối tươi lâu nhờ sử dụng chế phẩm sinh học chitosan để bảo quản. Chuối được bao màng chitosan nhờ dùng phương pháp phun sương. Bước đầu tiên, phân loại và định danh các loại vi khuẩn và nấm “chuyên” gây thối rữa thực phẩm nói chung, trái cây nói riêng như nấm mốc aspergillus niger, vi khuẩn gram âm - pseudomonas aeruginosa và vi khuẩn gram dương - staphylococcus aureus. Bước tiếp theo là tìm ra phương pháp hạn chế khả năng xâm thực và gây hại của các đối tượng này bằng chế phẩm sinh học chitosan. Chế phẩm sinh học chitosan được tạo ra bằng cách hòa tan 1 g chitosan trong axít axetic loãng 1% và dùng làm dung dịch gốc (hay còn gọi là dung dịch nguyên). Tùy theo loại trái cây và chủng vi sinh vật gây nhiễm mà pha dung dịch nguyên thành các dung dịch thứ cấp có nồng độ khác nhau để ứng dụng cho việc bảo quản. Sau đó, dùng phương pháp phun chế phẩm sinh học chitosan lên bề mặt trái cây. Ưu điểm của phương pháp này là kéo dài thời gian bảo quản độ tươi của chuối gấp 3 lần so với các mẫu chuối làm đối chứng (không ứng dụng chế phẩm sinh học chitosan). Ngoài ra, nhờ dùng phương pháp phun sương lên trái cây nên có thể ứng dụng phương pháp này trên diện rộng và với khối lượng trái cây lớn Dùng màng chitosan bảo quản bưởi. 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. Sau khi nhúng bưởi vào dung dịch chitosan, cứ hai tuần nhóm tiến hành kiểm tra bưởi một lần. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu còn tiến hành đối chứng với các loại màng bao khác như nhựa PE. Với màng chitosan, màu sắc của vỏ bưởi chỉ thay đổi chút ít so với lúc mới hái, nhưng vỏ bưởi vẫn có màu đều nhau, và có thể ăn được sau 3 tháng. So sánh với bao nhựa PE, màng chitosan cho chất lượng tốt hơn trong 3 tháng bảo quản. Tuy bao nhựa PE cũng có thể bảo quản bưởi trong vòng 3 tháng nhưng màu sắc vỏ bưởi không đều, có hiện tượng bị úng vỏ. Bưởi sau 2 tháng được bảo quản bằng màng chitosan. Dùng màng chitosan bảo quản các loại trái cây khác. Xoài Cát Hòa Lộc có vỏ mỏng nên khó bảo quản lâu và vận chuyển xa, gây khó khăn cho việc xuất khẩu. Tiến sĩ Hà Thanh Toàn, Giám đốc Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ cùng các cộng sự đã nghiên cứu khắc phục hạn chế trên bằng cách xử lý chần nước nóng để ngăn bệnh thán thư và ruồi đục trái. Biện pháp này giúp đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu kiểm dịch thực vật cho cây ăn trái. Sau đó, trái được nhúng vào dung dịch Chitosan, tạo nên một lớp màng bao phủ mỏng có tác dụng chống mất ẩm, giảm hao hụt trọng lượng và kéo dài thời gian tồn trữ. Qua các thí nghiệm, xoài được tồn trữ tốt nhất là ở nhiệt độ lạnh từ 10-12oC. Qua quá trình xử lý và tồn trữ, trái xoài được bảo quản tốt nhất trong 4 tuần, thậm chí có khả năng kéo dài 6 tuần, có thể vận chuyển và phân phối đi xa. Theo thạc sĩ Lê Văn Bằng, Chủ nhiệm Câu lạc bộ dịch vụ sản xuất Trái cây của Nông trường Sông Hậu, khi tìm được thị trường xuất khẩu ổn định, nông trường sẽ xây dựng nhà xưởng, đầu tư trang thiết bị để bảo quản xoài theo qui trình công nghệ đã nghiên cứu. Qua nhiều thí nghiệm, các nhà khoa học đã đưa ra qui trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến 8 tuần. Đó là bảo quản trái bằng cách bao màng Chitosan ở nồng độ 0,25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) đục 5 lỗ với đường kính mỗi lỗ 1 mm và ghép mí lại bằng máy ép. Sau đó, bảo quản ở nhiệt độ 120C. Với phương pháp này, phẩm chất bên trong trái như: hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C... luôn ổn định, tỷ lệ hao hụt trọng lượng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đều và đẹp. Màng đóng gói theo phương pháp điều chỉnh khí quyển MAP (modified atmosphere packaging). 3.1/ Khái quát chung về các phương pháp bao gói điều chỉnh khí. 3.1.1/ Modified-Atmosphere Packaging (MAP) Công nghệ MAP là một trong những phương pháp làm giảm cường độ hô hấp của các loại rau tươi cũng như sự phát triển của vi sinh vật sau khi đóng gói nhằm duy trì tình trạng chất lượng ở mức tốt nhất và kéo dài thời gian “sống” của chúng lâu hơn bình thường. Ngoài ra, công nghệ này có tác dụng ngăn ngừa sự bay hơi nước, cũng như hạn chế việc cung cấp O2 và áp dụng việc tăng nồng độ CO2 lên để tránh được hao hụt tự nhiên, đảm bảo được khối lượng và chất lượng mà không cần dùng đến các hoá chất bảo quản khác. Ví dụ với rau muống tươi, bằng công nghệ MAP thời bảo quản có thể kéo dài từ 15 đến 20 ngày ở nhiệt độ từ 10 – 1200C (bình thường chỉ có thể bảo quản được khoảng 3 – 4 ngày) 3.1.2/ Controlled-Atmosphere Packaging (CAP): Trong CAP, thành phần khí thay đổi bên trong bao gói được giám sát và điều chỉnh ở một mức độ đã được thiết lập trước bằng sự cân bằng của máy lọc và những khí đi vào. Phương pháp này gần giống với những thông lệ được sử dụng trong những điều kiện bảo quản lớn có điều chỉnh khí quyển, nơi mà sản phẩm được bảo quản về cơ bản là ở dạng chưa đóng gói với số lượng lớn, ngoại trừ, CAP được sử dụng để bảo quản hay vận chuyển sản phẩm có khối lượng nhỏ hơn. Ngoài ra, chú ý mới trong bảo quản CA ngày nay là bảo quản ở nồng độ O2 cực thấp (ultra-low oxygen_ULO) và bảo quản CA động lực. Rõ ràng là những kĩ thuật này cũng có thể được sử dụng tốt trong CAP. Bảo quản ULO sử dụng O2 ở mức tối thiểu cần thiết để duy trì các mô thực vật; nếu thấp hơn có thể gây rối loạn như hóa nâu hay hoại tử mô. Sử dụng ULO bảo quản ở nhiệt độ 10C - 20C với cường độ 0.5 – 1%O2 và 2 – 3% CO2,. Ví dụ táo Elstar có thể lưu trữ trong một năm với sự tổn thất chất lượng có thể chấp nhận được. 3.1.3/ Active Packaging Phương pháp này cung cấp một giải pháp là thêm các vật liệu hấp thụ hay giải phóng một hợp chất đặc biệt trong pha khí để bảo quản trong những trường hợp không thể cung cấp điều kiện tối ưu. Những hợp chất này có thể hấp thụ CO2, O2, hơi nước, ethylen, hay các chất dễ bay hơi làm ảnh hưởng đến mùi hay hương vị. Đối với một số loại rau, nồng độ CO2 có thể gây ra màu nâu của các mô, trong khi đối với hầu hết các loại trái cây ethylene gây tăng tốc quá trình chín. 3.1.4/ Đóng gói chân không_ Vacuum Packaging (VP) Ở áp suất thấp, hằng số sự lưu thông của không khí về căn bản đã bão hòa với nước (RH 80 – 100%) được duy trì. Việc loại bỏ CO2 và ethylene cũng dễ dàng. Đối với phương pháp này, khí ban đầu là không khí bình thường, nhưng do áp suất giảm, nên lượng O2 có mặt khi bảo quản chỉ bằng khoảng 1/3 lượng bình thường. Đặc biệt, với những sản phẩm đã cắt ( rau và trái cây trộn, táo, rau diếp), VP làm chậm lại những phản ứng nâu hóa do enzyme trên bề mặt cắt. Mặc dù hệ thống thực hiện tốt, thời hạn sử dụng của sản phẩm nông sản có thể kéo dài gấp 3 – 10 lần, nhưng do kĩ thuật phức tạp mà phương pháp này ít được sử dụng rộng rãi như bảo quản CA hay MA. Đóng gói chân không có thể được coi là một dạng của MAP, từ khi một phần của headspace bình thường bị bỏ đi, để lại một không gian ban đầu bị thay đổi mà không được kiểm soát sau khi đóng gói. 3.1.5/ Đóng gói điều chỉnh độ ẩm_ Modified-Humidity Packaging (MHP) MAP, CAP, và VP tất cả tập trung vào thay đổi chuyển hóa khí oxy và carbon dioxide. Tuy nhiên, MHP được thiết kế cho những sản phẩm mà việc mất nước gây ra những tổn thất nghiêm trọng, và vì thế tập trung vào việc kiểm soát nồng độ hơi nước. Một RH thấp gây ra giảm khối lượng nhiều, trong khi một RH cao hơn gây ra thối rữa. Đặc biệt là đối với sản phẩm mà mất nước là nguyên nhân chủ yếu của những thay đổi chất lượng (ví dụ, ớt chuông và cà chua), MHP có thể được hiệu quả sử dụng để giảm thiểu tổn thất về chất lượng. Trong trường hợp này, nồng độ oxy và carbon dioxide trong MHP thường gần bằng không khí xung quanh Hệ thống MHP được thiết kế để kiểm soát không chỉ sự mất nước mà còn kiểm soát sự ngưng tụ.Ở nhiệt độ cao hơn, không khí có thể chứa hơi nước nhiều hơn, do đó giảm giá trị RH. Một gói thiết kế để có RH cao ở nhiệt độ cao sẽ làm ngưng tụ trên bề mặt bao bì hoặc trên các sản phẩm nếu nhiệt độ giảm đáng kể. 3.2/ Đặc điểm của màng được bao gói bằng các phương pháp trên Một khía cạnh quan trọng của thiết kế bao gói là việc lựa chọn vật liệu cho bao gói. Exama và các cộng sự đã nghiên cứu ứng dụng có thể chấp nhận được của 20 loại màng polymer khác nhau và vẫn chưa thể tìm được loại thích hợp với những sản phẩm có cường độ hô hấp cao. Sử dụng màng bao gói có sức cản quá lớn, O2 sẽ được hút hết ra và quá trình lên men sẽ làm mất mùi và vị. ngoài ra, sự kết hợp của O2 thấp và CO2 cũng rất quan trọng. Điều này làm nổi bật hai khía cạnh quyết định lựa chọn màng: tính thấm qua được của O2 và CO2 ở nhiệt độ được sử dụng và tỉ lệ giữa O2 và CO2 có thể thấm qua. Một nhược điểm quan trọng là các thông số kĩ thuật thẩm thấu khí được cung cấp bởi những nhà sản xuất màng thường được quyết định dưới những điều kiện tách biệt với những điều kiện bảo quản có độ ẩm cao và nhiệt độ thấp của sản phẩm có thể hô hấp. Vì vậy, một loại màng thích hợp phải được kiểm tra cùng với sản phẩm dưới điều kiện chính xác trong thực tế. Ngoài ra, tính thấm của các chất khí xuất hiện trong quá trình trao đổi chất, hơi nước, ethylene và chất dễ bay hơi có thể cũng rất quan trọng. Tính thấm ra thấp của hơi nước có thể làm tăng nguy cơ ngưng tụ. Việc ngưng tụ luôn luôn cần phải tránh vì nó tạo ra một môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn. Ngoài ra, việc đổi màu của sản phẩm có thể là kết quả của việc ngưng tụ. Ngày nay, màng polyethlene (PE) và polyvinyl chloride (PVC) là những polymer được sử dụng thường xuyên nhất. Trong thập niên qua, một loại màng mới được giới thiệu với những lỗ rất nhỏ (microperforation) là con đường chính để khuếch tán. Điều thú vị của những màng này là sự khuếch tán của O2 và CO2 qua màng là cân bằng nhau. Điều này cho phép việc tạo ra những bao gói có nồng độ O2 thấp và CO2 cao. Việc điều chỉnh khí như vậy không chỉ thích hợp cho những sản phẩm chế biến sẵn mà còn phù hợp cho sản phẩm chưa qua chế biến và có cường độ hô hấp cao như măng tây, bông cải xanh, nấm, hay giá đậu xanh. Ngoài ra sự lựa chọn các loại màng, còn có những mặt quan trọng khác bao gồm độ dày của màng, diện tích bề mặt sử dụng, thể tích bao gói, và số lỗ nhỏ cho mỗi khu vực (đối với những loại màng có lỗ nhỏ microperforation). Độ dày màng, diện tích màng, và số lỗ nhỏ ảnh hưởng đến thành phần khí bên trong bao gói. Thể tích bao gói hay thay đổi và thể tích trống bên trong bao gói ảnh hưởng đến tốc độ thay đổi nồng độ khí. Những nồng độ cân bằng cuối cùng sẽ được cân đối, nhưng thời điểm mà nồng độ đạt được trạng thái cân bằng có thể khác nhau do thể tích khác nhau. Cách bảo quản rau quả bằng phương pháp MAP. Rau quả sau thu hoạch vẫn còn thực hiện quá trình quang hợp hô hấp. Lúc này, lượng CO2 xung quanh rau quả được tiêu thụ, trong khi đó lượng O2 được tạo ra nhiều, khi đó đường được tổng hợp thúc đẩy quá trình chín quả làm giảm tuổi thọ rau quả. Do vậy lượng O2 cần được hạn chế lượng CO2 tăng lên. Tuy nhiên nếu lượng O2 giảm đi quá nhiều sẽ dẫn đến hô hấp yếm khí làm lên men rượu cũng ảnh hưởng không tốt đến chất lượng của rau quả. Vì vậy, bao bì MAP được thiết kế để ngăn cản có chọn lọc, giúp điều chỉnh được mức độ lưu chuyển O2 và khống chế có hiệu quả nồng độ O2 trong bao bì. Trứơc hết ta cần tìm hiểu phản ứng hoá học và hệ số hô hấp (hệ số hô hấp là tỷ lệ CO2/O2). Hệ số hô hấp có thể lớn hơn, nhỏ hơn hoặc bằng 1. Thường HH có chỉ số là 1 đối với nhiều loại thực phẩm bảo quản trong diều kiện đông lạnh theo tiêu chuẩn thông thường. Để làm chậm sự hô hấp, nồng độ CO2 tăng lên có thể ngăn ngừa sự phát triển vi sinh vật ở một số thực phẩm và lại có tác dụng như thuốc nấm ở một số thực phẩm khác. Có một vài loại sản phẩm rất nhạy cảm với nồng độ CO2 cao, tuy vậy cần xác định mức tối ưu cho mỗi loại sản phẩm. Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng quyết định tới mức độ hô hấp của sản phẩm. Ở nhiệt độ bình thường, các sản phẩm chóng hỏng. vì vậy nhiều sản phẩm được làm đông lạnh ở 4,40C. Hầu hết các sản phẩm bị hư hại ở nhiệt độ 1,1oC. Chọn chất liệu bao bì: Sau các yếu tố trên , thì việc chọn lựa cấu trúc loại màng bao gói đáp ứng đúng yêu cầu cũng có vai trò quan trọng. Để tìm loại màng có cấu trúc thích hợp, cần xem xét các mục dưói đây: Có thể chọn loại nhựa như plastome polyolefin, polyrtylen, polypropylen, styrene-butadien, etylen vinyl axetat làm màng bọc bao gói. Lựa chọn cấu trúc màng: màng đơn, màng kép, màng nhiều lớp. Độ dày màng, tổng độ dày, tỷ lệ giữa các lớp màng. Phụ gia làm chất trơn, chống vón, chống mờ. Điều kiện gia công màng, nhiệt độ đùn ép, chế độ xử lý sơ bộ. Các polymer có tính thấm oxy cao là cấht dẻo nhiệt rắn plastome, (POP), copolyme etylen vinyl axetat (EVA) và nhựa polyetylen tỷ trọng cực thấp (ULDPE).POP có khả năng là chất liệu tốt nhất để áp dụng cho MAP, tiếp đó là EVA, ULDPE và các loại poly me khác. Có thể áp dụng ba loại cấu trúc màng khi sản xuất MAP với khối lưọng lớn. Đó là các loại màng đơn, màng nhiều lớp và màng kép. Màng đơn và màng nhiều lớp đựoc sản xuất theo phương páh đùn ép. Màng kép gồm hai lớp màng tách biệt nhưng đựoc ghép lại với nhau dính hay cũng lại nhờ phương pháp dùn ép. Ba ctrúc trên đều có những ưu nhựơc điểm khác nhau và sẽ đựoc lựa chọn tùy theo từng trưòng hợp cụ thể. Ngoài việc điều chỉnh khí quyển, ngưòi ta còn bổ sung them một số chất khí để chống sự oxi hào và để chống vi sinh vật vào màng. Sau đây là một số ví dụ về màng MAP: 3.3/ Một số ứng dụng của các loại màng bảo quản rau quả theo phương pháp MAP. Có rất nhiều loại màng bao rau quả như: PE (Polime Ethylene), PP (Hydrophobic polypropylene) , LDPE (Low degree hydrophobic polypropylene) , HDPE (Hight degree hydrophobic olypropylene), BOQ – 15, OTTC, OTR, OTR 4000... Các loại màng này đều được làm dựa trên công nghệ MAP (Modified Atmosphere Packaging ) có khả năng kéo dài thời gian bảo quản rau quả từ 15 đến 20 ngày ở nhiệt độ từ 10 đến 20 độ C, trong nhiệt độ thường có thể bảo quản khoảng từ 3 đến 4 ngày. Các túi này có độ dày mỏng khác nhau từ 25 đến 50 micromet, có cấu tạo khác nhau. Vì vậy, chúng sẽ có khả năng thấm hút khí và nước khác nhau giúp điều chỉnh môi trường bảo quản luôn ổn định, kiềm chế quá trình hô hấp của rau quả, giúp rau quả có thể sống được lâu, ít bị biến đổi về độ cứng, hương vị trong bảo quản(theo Tiến sĩ Chu Doãn Thành, trưởng bộ môn bảo quản sau thu hoạch, Viện Nghiên cứu và bảo quản thực phẩm). Tuy rất tiềm năng nhưng việc ứng dụng phương pháp bảo quản rau này ở Việt Nam chưa nhiều. Theo tiến sĩ Thành, hiện các nhà khoa học Việt Nam mới bước đầu nghiên cứu để ứng dụng vào từng loại rau, quả cụ thể ở trong nước. 3.3.1/ Màng 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. Bắt đầu từ vụ cam năm 2005, Viện đã phối hợp với nhiều địa phương trồng cam lớn ở miền Bắc như công ty rau quả 19-5 ( Nghệ An), NT Cao Phong ( Hoà Bình), Hội ND tỉnh Hà Giang ( vùng cam Bắc Quang- Hà Giang) xây dựng nhiều mô hình thử nghiệm cho kết quả rất tốt, cam bảo quản được trên 2 tháng, kéo dài tới sau Tết Nguyên Đán, bán được giá cao hơn lúc chính vụ gấp 2-3 lần, thậm chí gấp 4-5 lần mà tỷ lệ hư thối chỉ khoảng 2-3% so với bảo quản bằng các hóa chất độc hại của TQ là 15%. 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) mà hiệu quả lại cao nên hiện nay rất nhiều người đã bắt đầu triển khai bảo quản theo phương pháp này. 3.3.2/ Màng OTR hoặc PE. Sử dụng bao bì PE hoặc OTR, kết hợp xông khí S02 và một số điều kiện khác là một kỹ thuật mới trong việc xử lý bảo quản rau quả sau thu hoạch. OTR là một loại màng chất dẻo, cấu trúc có độ thấm khí nhất định. Cấu trúc này có khả năng làm giảm độ hô hấp yếm khí, hạn chế nồng độ ô-xy chứa trong bao.OTR 2000: Loại bao có độ thấm khí với mức thấm là 2000 ml ô-xy trong 1 giờ/m2. Tương tự đối với OTR 4000. Bao PE có độ thấm khí kém nên để tăng cường chất lượng bảo quản rau quả, phải dùng kỹ thuật đục lỗ. PE 40 có nghĩa là màng có 40 lỗ với đường kính 0,1mm/lỗ. Đề tài nghiên cứu này (thực hiện trên một số rau quả có giá trị xuất khẩu như thanh long ruột trắng, chôm chôm Java, nhãn tiêu Huế, xoài cát Hoà Lộc, đậu Hà Lan) vừa được ThS Nguyễn Duy Đức và cộng sự báo cáo nghiệm thu tại Sở Khoa học - Công nghệ TP.HCM. Kỹ thuật này có thể hạn chế tổn thất sau thu hoạch, cung cấp chất lượng rau quả đáp ứng yêu cầu tiêu thụ và không ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng. Cụ thể như trái thanh long, sau khi thu hoạch, bảo quản trong bao OTR kết hợp với nhiệt độ thấp (100C) có thể kéo dài thời gian tồn trữ quả lên đến 49 ngày, tăng gấp ba lần so với quả không được bao gói được thí nghiệm trong cùng điều kiện. Nếu bảo quản trong bao PE, cũng ở 100C, có thể tồn trữ quả lên đến 35 ngày, tăng hai lần so với quả không được bao gói. Nghiên cứu ở nhãn cho thấy: Nếu loại quả này được xử lý SO2 với nồng độ 5% trong thời gian 30 phút, sẽ tăng thời gian bảo quản quả, cải thiện màu sắc và không gây tổn thương vỏ quả. Nếu kết hợp với việc sử dụng bao bì OTR 2000 hoặc bao PE ở nhiệt độ thấp (120C) sẽ kéo dài thời gian bảo quản lên 20 ngày. Đối với loại đậu Hà Lan, nếu sử dụng bao OTR 4000 ở 100C, có thể duy trì chất lượng của đậu trong 20 ngày. Tuy nhiên, khi sử dụng kỹ thuật này, nhà vườn phải tuân thủ theo đúng thời hạn thu hoạch của từng loại rau quả. Chẳng hạn, thanh long xuất khẩu nên thu hoạch vào ngày thứ 28-30 sau khi ra hoa; xoài cát Hoà Lộc có thể bắt đầu thu hoạch vào khoảng chín tuần sau khi đậu quả. Đậu Hà Lan chỉ thu hoạch bằng tay khi hạt hơi căng mẩy, vỏ quả có màu xanh sáng và nên thu hoạch vào buổi sáng sớm để tránh làm mất lớp phấn. Chôm chôm được thu hoạch trước 8 giờ sáng để có tỷ lệ tróc hạt cao,... Nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng mô hình thực nghiệm ở quy mô sản xuất thử tại Bình Thuận và một số nơi, cho kết quả rất khả quan. Sau khi được xử lý bảo quản, sản phẩm đã có thể xuất sang các nước như Hà Lan, Đức, Pháp, Singapore,... 3.3.3/ Màng MAP cải tiến. Màng có thành phần chủ yếu (tham gia tạo màng): tinh bột của chuối, MC (metylxenlulose), gelatin, paraffin; phụ gia giúp màng tan đựoc trong nứơc, tính bám dính cao và có khả năng giữ ẩm là TEA, PG, PVA127. Với các thành phần như thế, màng sau khi có khả năng cô đặc dưới dạng rắn (hình 1) và có thể hòa tốt trong nứơc dưới dạng huyền phù để sử dụng (hinh 2), khả năng khô nhanh khi hình thành màng (t<10 phút) ở nhiệt độ môi trưòng. Hình 1: Xoài đựơc bảo quản bằng màng MA ở nhiệt độ lạnh thích hợp (phải) và xoài đối chứng Hình 1: Vải đựơc bảo quản bằng màng MA ở nhiệt độ lạnh thích hợp sau 3 tuần (trái) và vải không đựơc bảo quản bằng màng MA nhưng được giữ ở nhiệt độ lạnh thích hợp sau 3 tuần (phải) Hình 4: Màng hòa tan trong nứơc Hình 3: Màng thành phần Sau đây là kết quả thử nghiệm loại màng này trên các loại trái cây như: xoài, thanh long, chuối. Kết quả thử nghiệm kiểm định trên chuối già ở nhiệt độ phòng Chất tạo màng chủ yếu trên chuối Mc là (Parafin: MC: bột chuối: gelatin:5:1:2:1), màng thành phần đựoc pha loãng 10 lần trong nứơc có độ dày tính toán tưong đối là 0,05 cho kết quả thử nghiệm như sau: khi thực hiện trên cùng một nải, trong thời gian 10 ngày mức độ khác hiệt rõ rệt, vựơt quá 10 ngày mức độ hư hỏng của màng và đối chứng gần như nhau. Khi thực hiện xử lý ở các nải khác nhau, ở nhiệt độ môi trưòng thời gian bảo quản của mẫu đối chứng không quá 10 ngày, với mẫu được nhúng màng thới gian bảo quản có thể kéo dài gần 15 ngày. Việc bọc màng làm cho quá trình chin trên chuối xảy ra chậm lại, cụ thể độ chắc của mẫu đựoc bọc màng giảm chậm so với mẫu đối chứng giảm rất nhanh từ 1,85 kg/cm2 xuống còn 0,45kg/cm2 sau 10 ngày bảo quản ớ nhiệt độ phòng, mãư đối chứng bị chin rục, dạt độ Brix cao trong khi mẫu đựoc bọc cũng tăng nhưng thấp hơn nhiều. Điều này cho thấy quá trình chin bị kìm hãm, sự chuyển đổi inh bột thành đường trên chuối khi đựoc bọc màng (Mc) xảy ra chậm, hàm lượng tinh bột còn lại nhiều so với mẫu đối chứng, phản ứng nhuộm màu với iot cho màu đen đậm hơn so với mẫu đối chứng. Kết quả thử nghiệm kiểm định trên thanh long ở nhiệt độ phòng Màng trên thanh long Mt có thành phần tạo mảng chủ yếu sau (Parafin: MC: bột chuối: gelatin: 6:1:2:0.5), màng thành phẩm đựoc pha loãng 10 lần trong nứơc có độ dày tính toán tương đương là 0,03 cho kết quả thử nghiệm như sau: Qua bọc màng Mt lên thanh long và bảo quản ở nhiệt độ môi trưòng thời gian 7 ngày, râu của thanh long không bị khô quéo. So với màng Mt chưa cải tiến, mặc dù trong 1 tuần lễ râu vẫn còn xanh, nhưng màu sắc không đựơc hài hòa, và màng lâu khô. Hình 6 cho thấy sau 5 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng mẩu đối chứng và bọc màng Mt không khác biệt nhau nhiều về dáng vẻ bên ngoài, nhưng chất lưọng bên trong cho thấy mẫu đối chứng có độ chắc và TSS giảm nhanh, từ giá trị ban đầu 0,85kg/cm2 và 16.33oBx xuống 0,56kg/cm2 và 14,5oBx trong khi mẫu bọc màng Mt là 0,65kg/cm2 và 15oBx và hàm lượng axit cũng giảm nhanh thể hiện qua giá trị pH tăng so với mẫu được bọc màng Mt Kết quả thử nghiệm kiểm định trên xoài ở nhiệt độ phòng Màng trên xoài Mx cũng có thành phần giống màng Mt (Parafin: MC: bột chuối: gelatin: 6:1:2:0.5), nhưng khác nhau về phụ gia và tác nhân hoạt động bề mặt, màng thành phẩm đựơc pha loãng 10 lần trong nứoc có độ dày tính toán tưong đối là 0,03 cho kết quả thử nghiệm như sau: Hình 7: Xoài 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng. (7a)trên cùng một chum, (7b) trên cùng một trái Hình 8: Xoài đựoc bảo quản bằng MAP và xoài đối chứng V. DÙNG MÀNG BẢO QUẢN LƯƠNG THỰC. Phần lớn các loại màng hiện nay dùng để bảo quản rau quả và trái cây, rất ít được sử dụng trong bảo quản lương thực. Tuy nhiên một số polysaccharide có thể sử dụng làm lớp phủ cho gạo. Gạo là thực phẩm nông nghiệp quan trọng nhất, gần nửa dân số trái đất sử dụng gạo làm thực phẩm chính trong khẩu phần ăn. Gạo trắng hay gạo đã tinh chế là loại gạo đã được loại cám và mầm: gạo lật (gạo chưa xát) chứa cám và mầm. Gạo trắng thường được đánh bong băng glucose và bột đá để gạo thêm sáng bóng vì vậy nó được gọi là gạo bóng. Phần lớn người tiêu dùng thích màu sắc và hương vị nhẹ của gạo trắng. Một phương pháp để làm chậm lại quá trình nhả dinh dưỡng tan từ gạo trong khi nấu (thừa nước) cho tới khi nó vào bộ máy tiêu hóa đã được sử dụng. phương pháp này liên quan đến việc phủ gạo (dày 2mm) bằng một hệ thống polymer cơ sở tinh bột hoặc cellulose không tan ở 1000C nhưng tan ở 370C. Các thử nghiệm trên gạo giàu thiamin cho thấy rằng lớp phủ tốt nhất chứa 1,2 % khối lượng MC, 3,6% HPMC, 2,8% ethanol (95%). Một phương pháp khác là đặt một màng mỏng ăn được vào gạo để bảo vệ màng với nước muối và sau đó làm đông lạnh sản phẩm. KẾT LUẬN Những câu hỏi đặt ra về những biến đổi của nông sản cũng như những biện pháp tốt nhất trong bảo quản nông sản hay việc sử dụng phương pháp màng bao trong bảo quản đã một phần nào được giải quyết khi chúng em tìm hiểu về đề tài tiểu luận này. Nhìn chung, nông sản hư hỏng chủ yếu là do các biến đổi sinh hóa, sinh lý tại bản thân chúng cũng như do những tác động xấu từ các loại vi sinh vật hay côn trùng gây hại. Và để bảo quản lương thực, thực phẩm có hiệu quả thì cần thực hiện được các nhiệm vụ sau đây: Tránh tổn thất về khối lượng hay giảm thiểu tổn thất đến mức thấp nhất . Tránh làm giảm chất lượng của các mặt hàng bảo quản . Tìm biện pháp làm tăng chất lượng của các mặt hàng bảo quản . Giá thành của một đơn vị bảo quản là thấp nhất . Dù mỗi phương pháp bảo quản đều có một ưu nhược điểm riêng, song mỗi phương pháp đều đánh dấu một bước phát triển mới của con người trong công tác bảo quản lương thực. Và dù vẫn còn nhiều khó khăn trong việc áp dụng các phương pháp bảo quản trong sản xuất nhưng hiệu quả mà nó đem lại cho ngành nông nghiệp là rất lớn, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, cũng như giảm thiểu được sự tổn thất của nông sản. Điều này cũng góp phần giải quyết được vấn đề lương thực cho con người, giúp nâng cao thu nhập cho người nông dân. Thông qua bài tiểu luận, chúng em đã hiểu thêm nhiều về những tác dụng to lớn của việc bảo quản nông sản. Đồng thời biết thêm về thực tiễn áp dụng các phương pháp cho từng loại nông sản cụ thể, cũng như hiệu quả của các phương pháp đó đối với nông sản. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 NỘI DUNG 3 I/ KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN 3 1/ Khái niệm về tổn thất nông sản: 3 2/ Khái niệm về bảo quản nông sản 3 II/ BIẾN ĐỔI CỦA LƯƠNG THỰC 3 1/ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản lương thực. 3 1.1/ Những hoạt động sinh lý của lương thực 3 1.1.1/ Quá trình hô hấp của hạt 3 1.1.2/ Độ chín của sản phẩm và quá trình chín tiếp sau thu hoạch 7 1.1.2.1/ Độ chín thu hoạch: 7 1.1.2.2/ Độ chín sinh lý: 7 1.1.2.3/ Độ chín chế biến: 7 1.1.2.4/ Quá trình chín sau thu hoạch: 7 1.1.3/ Hiện tượng ngủ nghỉ của hạt 8 1.1.3.1/ Khái niệm: 8 1.1.3.2/Nguyên nhân hạt nghỉ: 8 1.1.4/ Hiện tượng nảy mầm của hạt trong bảo quản: 9 1.1.5/ Quá trình tự bốc nóng khối hạt 10 1.2/ Sinh vật gây hại cho lương thực 11 1.2.1/ Vi sinh vật hại lương thực 11 1.2.1.1/ Phân loại 11 1.2.1.2/ Tác hại của vi sinh vật đối với lương thực: 12 1.2.2/ Trùng hại lương thực trong kho 13 1.2.2.1/ Lớp côn trùng 13 1.2.2.2/ Lớp nhện 15 1.2.2.3/ Chuột 15 2/ Các phương pháp bảo quản 15 2.1/Phương pháp bảo quản hạt ở trạng thái khô và thoáng: 15 2.2/ Phương pháp bảo quản kín: 16 2.3/ Phương pháp bảo quản lạnh – Nhiệt độ thấp: 17 2.4/ Bảo quản bằng khí quyển có điều chỉnh (MA, MC) 17 2.5/ Bảo quản bằng hóa chất: 18 2.6/ Bảo quản bằng thông gió: 18 III/ BIẾN ĐỔI CỦA RAU QUẢ. 20 1/ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản lương thực. 20 1.1/ Những biến đổi sinh lý của rau quả 20 1.1.1/ Sự chín của rau quả 20 1.1.1.1/ Các thay đổi có thể xuất hiện trong quá trình chín của quả: 20 1.1.1.2/ Một số phương pháp để xác định độ chín của rau quả: 21 1.1.2/ Sự hô hấp của rau quả 22 1.1.3/ Sự thoát hơi nước ở rau quả 24 1.2/ Những biến đổi sinh hóa xảy ra trong rau quả sau thu hoạch 24 1.2.1/ Nước: 24 1.2.2/ Glucid 25 1.2.2.1/ Đường 25 1.2.2.2/ Tinh bột 26 1.2.2.3/ Cellulose và hemicellulose: 27 1.2.2.4/ Pectin 27 1.2.3/ Acid amin và Protein: 27 1.2.4/ Lipid 28 1.2.5/ Sắc tố 28 1.2.6/ Các hợp chất bay hơi 28 1.2.7/ Acid hữu cơ 29 1.2.8/ Vitamins 29 1.3/ Những ảnh hưởng của môi trường xung quanh 29 1.3.1/. Những yếu tố vật lý 29 1.3.1.1/ Ánh sáng 29 1.3.1.2/ Nhiệt độ 30 1.3.1.3/ Độ ẩm: 31 1.3.1.4/ Các yếu tố khác 31 1.3.2/ Các yếu tố sinh học 31 1.3.2.1/ Vi sinh vật gây hại 31 1.3.2.2/ Côn trùng gây hại 32 2/ Một số phương pháp bảo quản rau quả 32 2.1/ Bảo quản ở nhiệt độ thấp: 32 2.2/ Bảo quản bằng cách làm khô 32 2.3/ Bảo quản bằng hóa chất 32 2.4/ Bảo quản bằng cách bao kín sản phẩm 32 2.5/ Một số phương pháp khác: 34 IV. SỬ DỤNG MÀNG BAO VÀ LỚP PHỦ ĐỂ BẢO QUẢN RAU QUẢ. 34 1/ Khái quát chung về các loại màng bảo quản rau quả. 34 1.1/Khái niệm về màng bảo quản rau quả. 34 1.2/ Phân loại. 35 1.3/ Tác dụng của màng. 35 1.4/ Đặc tính của màng. 35 2/ Màng polymer sinh học. 35 2.1/Khái quát chung. 35 2.2/ Các loại vật liệu sử dụng trong các lớp phủ ăn được và màng. 36 2.2.1/ Các lipit. 36 2.2.2/ Các Protein. 36 2.2.3/ Các cacbohydrate. 36 2.2.3.1/ Xenlulozo. 37 2.2.3.2/ Pectin. 37 2.2.3.3/ Chitin/ Chitosan. 37 2.2.3.4/ Tinh bột. 38 2.2.3.5/ Aloe Vera - nha đam. 38 2.3/Các phụ gia và chất xử lý thêm vào công thức màng 38 2.3.1/ Chất làm mềm dẻo, chất nhũ hóa và chất hoạt động bề mặt 39 2.3.1.1/ Chất làm mềm dẻo (Plasticizer) 39 2.3.1.2/Chất nhũ hóa và Chất hoạt động bề mặt. 39 1.3.2/ Các tác nhân diệt nấm và khống chề sinh học. 39 2.3.2.1/ Các tác nhân diệt nấm. 39 2.3.2.2/Các tác nhân khống chế sinh học. 39 2.3.3/ Chất bảo quản. 40 2.3.3.1/ Các Benzoate, Các Sorbate, và những acid hữu cơ chuỗi ngắn khác. 40 2.3.3.2/ Parabens. 40 2.3.3.3/ Sulfite. 40 2.3.4/Các chất khác. 40 2.3.4.1/ Các chất chống oxy hóa. 40 2.3.4.2/ Các chất chống oxy hóa dạng phenolic. 41 2.3.5/ Các xử lý điều hòa sinh trưởng và các chất khoàng. 41 2.3.5.1/ Canxi. 41 2.3.5.2/ Điều hòa sinh trưởng. 41 2.4/ Phân loại. 41 2.5/ Các ứng dụng của màng polyme sinh học. 42 2.5.1/ Sử dụng polysaccarit tan để phủ và bảo quản rau quả. 42 2.5.2/ Màng trên cơ sở pullulan. 43 2.5.3/ Màng chitosan. 44 2.5.3.1/ Giới thiệu chung. 44 2.5.3.2/ Đặc tính của chitosan. 45 2.5.3.3/ Tổng quát về cách tạo màng bọc chitosan. 45 2.5.3.4/ Ứng dụng của màng chitosan. 45 3/ Màng đóng gói theo phương pháp điều chỉnh khí quyển MAP (modified atmosphere packaging). 3.1/ Khái quát chung về các phương pháp bao gói điều chỉnh khí. 48 3.1.1/ Modified-Atmosphere Packaging (MAP) 48 3.1.2/ Controlled-Atmosphere Packaging (CAP): 48 3.1.3/ Active Packaging 49 3.1.4/ Đóng gói chân không_ Vacuum Packaging (VP) 49 3.1.5/ Đóng gói điều chỉnh độ ẩm_ Modified-Humidity Packaging (MHP) 49 3.2/ Đặc điểm của màng được bao gói bằng các phương pháp trên 50 3.3/ Một số ứng dụng của các loại màng bảo quản rau quả theo phương pháp MAP. 51 3.3.1/ Màng BOQ-15. 52 3.3.2/ Màng OTR hoặc PE. 52 3.3.3/ Màng MAP cải tiến. 53 V. DÙNG MÀNG BẢO QUẢN LƯƠNG THỰC. 57 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO “Bảo quản rau quả tươi bằng cách tạo màng”_ Đại Họa Bách Khoa TPHCM “Bảo quản & chế biến nông sản dau thu hoạch”, PGS. Trần Minh Tâm, Nxb Nông Nghiệp,2000 “Công nghệ bảo quản & chế biến lương thực”, PGS.TS Lê Văn Tán, Nxb Khoa học & Kỹ Thuật, 2008. “Handbook of food preservation (second edition)”. M Shafiur Rahman, CRC Press,  2007 “Giáo trình bảo quản nông sản”, Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, Nguyễn Mạnh Khải (chủ biên), 2005 “Giáo trình chế biến và bảo quản lương thực”, Đại học Công Nghiệp TPHCM, 2009. “Polysacharide và Ứng dụng các dẫn xuất của chúng trong thực phẩm”, Nguyễn Văn Khôi. Nxb Khoa học & Kỹ Thuật, 2008 LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn GVHD Nguyễn Thị Mai Hương đã chỉnh sửa dàn bài, hướng dẫn nhóm phương pháp tìm tài liệu và làm tiểu luận Cám ơn thư viện trường Đại Học Công Nghiệp đã cung cấp nguồn tài liệu tham khảo. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docTìm hiểu các loại màng & phương pháp bảo quản lương thực rau quả.doc