Tổng quan nghiên cứu

Quả bơ Booth7 là một trong những loại trái cây có giá trị dinh dưỡng cao và được ưa chuộng tại Việt Nam cũng như trên thế giới. Theo thống kê của FAO, diện tích trồng bơ toàn cầu đã tăng từ khoảng 462 nghìn ha năm 2012 lên hơn 571 nghìn ha năm 2016, với sản lượng đạt 5,6 triệu tấn. Việt Nam, đặc biệt là vùng Tây Nguyên, đã phát triển mạnh cây bơ với diện tích trồng tăng nhanh, trong đó Đắk Lắk là tỉnh có diện tích lớn nhất với hơn 4.500 ha. Tuy nhiên, quả bơ Booth7 có đặc điểm hô hấp đột biến, sản sinh khí ethylene mạnh sau thu hoạch, dẫn đến thời gian bảo quản ngắn, gây khó khăn trong vận chuyển và tiêu thụ.

Mục tiêu nghiên cứu là ứng dụng kết hợp hai chất kháng ethylene là aminoethoxyvinylglycine (AVG) và 1-methylcyclopropene (1-MCP) nhằm điều tiết quá trình sinh tổng hợp ethylene, kéo dài thời hạn bảo quản quả bơ Booth7 sau thu hoạch. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 8/2018 đến tháng 4/2019 tại phòng thí nghiệm Công nghệ sau thu hoạch, Đại học Nông Lâm Huế. Ý nghĩa của đề tài không chỉ nâng cao giá trị kinh tế của quả bơ mà còn góp phần duy trì chất lượng dinh dưỡng và giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch, đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về sinh tổng hợp ethylene và cơ chế tác động của các chất kháng ethylene:

  • Quá trình sinh tổng hợp ethylene: Ethylene được tổng hợp từ acid amin methionine (MET) qua các bước trung gian gồm S-adenosyl methionine (SAM) và 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid (ACC), xúc tác bởi enzyme ACC synthase và ACC oxydase. Ethylene là hormone thực vật kích thích quá trình chín và hô hấp đột biến của quả.

  • Cơ chế tác dụng của AVG: AVG ức chế enzyme ACC synthase, làm giảm chuyển hóa SAM thành ACC, từ đó kìm hãm sinh tổng hợp ethylene, kéo dài thời gian chín và bảo quản quả.

  • Cơ chế tác dụng của 1-MCP: 1-MCP cạnh tranh gắn kết với thụ thể ethylene trên tế bào quả, ngăn chặn ethylene gắn vào thụ thể, làm giảm các phản ứng sinh lý do ethylene gây ra, trì hoãn quá trình chín.

Các khái niệm chính bao gồm: cường độ hô hấp, cường độ sản sinh ethylene, hàm lượng ACC, hoạt lực enzyme ACC oxydase, chất kháng ethylene, và các chỉ tiêu chất lượng quả như hàm lượng đường, acid, lipid, vitamin C, màu sắc vỏ quả.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Quả bơ Booth7 thu hái từ công ty TNHH Trịnh Mười, Đắk Lắk, thu hoạch ở giai đoạn 230-240 ngày sau khi ra hoa.

  • Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn quả đạt tiêu chuẩn về kích thước, độ chín, không bị sâu bệnh, phân chia ngẫu nhiên thành các nhóm xử lý.

  • Phương pháp phân tích: Đo cường độ hô hấp (ml CO2/kg.h) và cường độ sản sinh ethylene (μmol C2H4/kg.h) bằng thiết bị phân tích khí ICA 250 và ICA 56. Xác định hàm lượng ACC, hoạt lực enzyme ACC oxydase, hàm lượng đường tổng số, acid tổng số, lipid, vitamin C, chất khô hòa tan, màu sắc vỏ quả theo các phương pháp chuẩn TCVN và các phương pháp hóa sinh cải tiến.

  • Thiết kế thí nghiệm:

    • Thí nghiệm 1: Xử lý AVG ở các nồng độ 0, 200, 400, 600 ppm cận thu hoạch, bảo quản ở 8°C, độ ẩm 85-90%, đánh giá đến khi tỷ lệ hư hỏng vượt 10%.
    • Thí nghiệm 2: Xử lý 1-MCP ở các nồng độ 450, 480, 510, 540 ppb sau thu hoạch kết hợp với AVG 400 ppm, cùng điều kiện bảo quản như trên.

  • Phân tích thống kê: Sử dụng ANOVA và kiểm định LSD (5%) trên phần mềm IBM SPSS 23 để so sánh sự khác biệt giữa các nghiệm thức.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của AVG đến cường độ hô hấp và sản sinh ethylene:

    • Mẫu không xử lý AVG có cường độ hô hấp đạt đỉnh 58,75 ml CO2/kg.h vào ngày thứ 18.
    • Mẫu xử lý AVG 400 ppm và 600 ppm đạt đỉnh muộn hơn vào ngày thứ 24 với cường độ hô hấp thấp hơn (khoảng 50 ml CO2/kg.h), kéo dài thời gian bảo quản thêm 6 ngày.
    • Cường độ sản sinh ethylene ở mẫu AVG 400 ppm và 600 ppm đạt đỉnh 40,76 μmol C2H4/kg.h muộn hơn so với mẫu không xử lý (47,62 μmol C2H4/kg.h ngày thứ 18).

  2. Ảnh hưởng của 1-MCP kết hợp AVG đến quá trình sinh tổng hợp ethylene và chất lượng quả:

    • Nồng độ 1-MCP 510 ppb kết hợp AVG 400 ppm làm giảm đáng kể cường độ hô hấp và sản sinh ethylene so với các nồng độ khác.
    • Thời gian bảo quản quả bơ được kéo dài lên đến 33 ngày, so với 18 ngày của mẫu chỉ xử lý AVG và 5-7 ngày của mẫu không xử lý.
    • Hàm lượng ACC và hoạt lực enzyme ACC oxydase giảm rõ rệt, chứng tỏ quá trình sinh tổng hợp ethylene bị ức chế hiệu quả.

  3. Chất lượng cảm quan và thành phần hóa học:

    • Mẫu xử lý kết hợp duy trì độ chắc, màu sắc vỏ và mùi vị tốt hơn so với mẫu không xử lý.
    • Hàm lượng đường tổng số, acid tổng số, lipid và vitamin C được bảo toàn tốt hơn trong mẫu xử lý kết hợp.
    • Tỷ lệ hao hụt khối lượng và tỷ lệ hư hỏng giảm đáng kể, với tỷ lệ hư hỏng dưới 10% sau 33 ngày bảo quản.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc xử lý AVG ở nồng độ 400 ppm cận thu hoạch kết hợp với xử lý 1-MCP 510 ppb sau thu hoạch có hiệu quả cao trong việc ức chế enzyme ACC synthase và ACC oxydase, từ đó giảm sinh tổng hợp ethylene và cường độ hô hấp của quả bơ Booth7. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trên các loại quả khác như lê, mận, táo và quýt, cho thấy AVG và 1-MCP đều có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản bằng cách điều tiết ethylene.

Việc kéo dài thời gian bảo quản lên đến 33 ngày so với 18 ngày của mẫu chỉ xử lý AVG và 5-7 ngày của mẫu không xử lý là một bước tiến đáng kể, giúp giảm tổn thất sau thu hoạch và tăng khả năng vận chuyển, phân phối. Các chỉ tiêu chất lượng như hàm lượng đường, acid, vitamin C và màu sắc được duy trì tốt hơn, góp phần nâng cao giá trị thương phẩm của quả bơ.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cường độ hô hấp và sản sinh ethylene theo thời gian, bảng so sánh hàm lượng ACC, hoạt lực enzyme, tỷ lệ hao hụt khối lượng và hư hỏng giữa các nghiệm thức, cũng như bảng điểm đánh giá cảm quan.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng quy trình xử lý AVG 400 ppm cận thu hoạch kết hợp 1-MCP 510 ppb sau thu hoạch nhằm kéo dài thời gian bảo quản quả bơ Booth7 lên đến 33 ngày, giảm tỷ lệ hư hỏng dưới 10%. Thời gian thực hiện: ngay sau thu hoạch và trước thu hoạch.

  2. Bảo quản quả bơ ở nhiệt độ 8°C và độ ẩm tương đối 85-90% để tối ưu hiệu quả của các chất kháng ethylene, giảm cường độ hô hấp và hạn chế mất nước.

  3. Đào tạo kỹ thuật cho người lao động và nhà vườn về quy trình xử lý AVG và 1-MCP, cách bảo quản và theo dõi chất lượng quả trong suốt quá trình bảo quản.

  4. Khuyến khích các doanh nghiệp và hợp tác xã áp dụng quy trình này trong sản xuất và xuất khẩu bơ để nâng cao giá trị sản phẩm, mở rộng thị trường tiêu thụ trong và ngoài nước.

  5. Tiếp tục nghiên cứu mở rộng quy mô và ứng dụng công nghệ bảo quản kết hợp các yếu tố khác như bao bì khí quyển điều chỉnh, xử lý nhiệt để nâng cao hiệu quả bảo quản và chất lượng sản phẩm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm, Nông nghiệp: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp thực nghiệm về điều tiết ethylene, bảo quản trái cây hô hấp đột biến.

  2. Doanh nghiệp chế biến và xuất khẩu trái cây: Áp dụng quy trình bảo quản mới giúp kéo dài thời gian lưu trữ, giảm tổn thất, nâng cao chất lượng sản phẩm xuất khẩu.

  3. Nông dân và hợp tác xã trồng bơ: Nắm bắt kỹ thuật xử lý AVG và 1-MCP để cải thiện chất lượng quả, tăng giá trị kinh tế và khả năng cạnh tranh trên thị trường.

  4. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách nông nghiệp: Tham khảo để xây dựng các chương trình hỗ trợ kỹ thuật, phát triển ngành bơ bền vững, thúc đẩy xuất khẩu.

Câu hỏi thường gặp

  1. AVG và 1-MCP là gì và tác dụng chính của chúng trong bảo quản quả bơ?
    AVG ức chế enzyme ACC synthase, giảm sinh tổng hợp ethylene; 1-MCP cạnh tranh gắn với thụ thể ethylene, ngăn chặn tín hiệu chín. Kết hợp hai chất này giúp kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng quả bơ.

  2. Nồng độ AVG và 1-MCP nào là tối ưu cho quả bơ Booth7?
    Nghiên cứu xác định nồng độ AVG 400 ppm cận thu hoạch và 1-MCP 510 ppb sau thu hoạch là hiệu quả nhất trong việc kéo dài thời gian bảo quản và giảm tỷ lệ hư hỏng.

  3. Quy trình bảo quản quả bơ sau xử lý AVG và 1-MCP cần điều kiện gì?
    Bảo quản ở nhiệt độ 8°C, độ ẩm tương đối 85-90% để duy trì hiệu quả ức chế ethylene và giảm tổn thất do hô hấp và mất nước.

  4. Thời gian bảo quản quả bơ Booth7 được kéo dài bao lâu khi áp dụng phương pháp này?
    Thời gian bảo quản có thể kéo dài đến 33 ngày, tăng gần gấp đôi so với phương pháp truyền thống chỉ khoảng 5-7 ngày.

  5. Phương pháp này có ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của quả bơ không?
    Kết quả cho thấy hàm lượng đường, acid, vitamin C và màu sắc vỏ quả được duy trì tốt, đồng thời cảm quan về cấu trúc thịt và mùi vị cũng được cải thiện so với mẫu không xử lý.

Kết luận

  • Xử lý AVG 400 ppm cận thu hoạch kết hợp 1-MCP 510 ppb sau thu hoạch hiệu quả trong việc ức chế quá trình sinh tổng hợp ethylene, kéo dài thời gian bảo quản quả bơ Booth7 lên đến 33 ngày.
  • Cường độ hô hấp và sản sinh ethylene được giảm đáng kể, đồng thời hàm lượng ACC và hoạt lực enzyme ACC oxydase cũng giảm, chứng tỏ quá trình chín bị kìm hãm.
  • Chất lượng cảm quan và thành phần hóa học của quả bơ được duy trì tốt hơn, giảm tỷ lệ hao hụt khối lượng và hư hỏng.
  • Quy trình bảo quản kết hợp xử lý AVG và 1-MCP ở nhiệt độ 8°C, độ ẩm 85-90% được đề xuất áp dụng trong thực tế sản xuất và xuất khẩu.
  • Khuyến nghị tiếp tục nghiên cứu mở rộng ứng dụng và đào tạo kỹ thuật cho các bên liên quan nhằm nâng cao hiệu quả bảo quản và giá trị kinh tế của quả bơ Booth7.

Hãy áp dụng quy trình bảo quản này để nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm bơ Booth7, góp phần phát triển ngành nông nghiệp bền vững và mở rộng thị trường xuất khẩu.