Tổng quan nghiên cứu

Sầu riêng (Durio zibethinus Murray) là loại quả nhiệt đới có giá trị kinh tế cao, được mệnh danh là “vua của các loại trái cây” nhờ hương vị thơm ngon và giá trị dinh dưỡng vượt trội. Tại huyện Khánh Sơn, tỉnh Khánh Hòa, diện tích trồng sầu riêng hiện đạt trên 600 ha với năng suất bình quân khoảng 6,5 tấn/ha, chủ yếu gồm các giống Monthong, Ri-6 và Chín Hóa. Thời gian thu hoạch sầu riêng tại đây thường rơi vào tháng 7-8, muộn hơn so với các vùng Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long, tạo lợi thế về giá bán ổn định và cao hơn từ 15.000 đồng/kg so với các giống khác. Tuy nhiên, quá trình thu hoạch và bảo quản sầu riêng gặp nhiều khó khăn do quả chín không đồng đều, dễ bị rụng rải rác, ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả kinh tế.

Mục tiêu nghiên cứu là xác định nồng độ và thời gian xông khí ethylene thích hợp để xử lý chín đồng loạt quả sầu riêng giống Monthong và Chín Hóa trồng tại huyện Khánh Sơn, nhằm nâng cao chất lượng quả, đảm bảo an toàn sức khỏe người tiêu dùng và tăng giá trị kinh tế cho người sản xuất. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 8/2018 đến tháng 8/2019, tại phòng thí nghiệm và các vườn sầu riêng ở Khánh Sơn. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ xử lý chín nhân tạo an toàn, góp phần phát triển sản xuất và thương hiệu “Sầu riêng Khánh Sơn” trên thị trường trong nước và quốc tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về quá trình chín của quả sầu riêng, trong đó ethylene đóng vai trò là hormone thực vật kích thích sự chín của các loại quả có hô hấp đột biến (climacteric). Quá trình sinh tổng hợp ethylene trong quả diễn ra qua các bước chuyển hóa từ methionine thành S-adenosyl methionine (SAM), tiếp đến là 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) và cuối cùng là ethylene dưới tác dụng của các enzym đặc hiệu. Ethylene thúc đẩy sự biến đổi sinh hóa như phân hủy tinh bột thành đường, thay đổi màu sắc vỏ và thịt quả, làm mềm quả và phát triển hương vị đặc trưng.

Ngoài ra, mô hình xử lý chín nhân tạo bằng khí ethylene ngoại sinh được áp dụng, sử dụng máy phát khí ethylene GE-60 với nguyên liệu cồn công nghiệp để tạo khí ethylene tinh khiết ≥ 90%. Các khái niệm chính bao gồm: độ chín thu hoạch (độ chín sinh lý), độ chín ăn được, cường độ hô hấp quả, tỷ lệ ăn được, độ chắc thịt quả và các chỉ tiêu hóa sinh như hàm lượng đường tổng số, acid tổng số, độ Brix và pH.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thu thập gồm quả sầu riêng giống Monthong và Chín Hóa được thu hoạch tại xã Sơn Bình, huyện Khánh Sơn. Cỡ mẫu gồm 60 quả cho thí nghiệm ảnh hưởng thời gian thu hoạch và 72 quả cho thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ và thời gian xông khí ethylene. Phương pháp chọn mẫu là ngẫu nhiên, đảm bảo đồng nhất về trọng lượng và độ chín sinh lý.

Phân tích các chỉ tiêu lý hóa và sinh hóa được thực hiện bằng các thiết bị hiện đại như máy đo màu KONICA MINOLTA CR-400, máy sắc ký khí CP 3380 Varian, máy đo cấu trúc quả GUSS-15, máy đo pH HANNA Instruments, thiết bị đo độ Brix ATAGO. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với các nhân tố gồm ngày thu hoạch, nồng độ khí ethylene (200, 300, 400, 500 ppm) và thời gian xông (12, 24, 36 giờ). Quá trình xử lý chín được thực hiện trong tủ rấm kín, theo dõi các chỉ tiêu đến khi quả đạt độ chín ăn được.

Phân tích số liệu sử dụng phương pháp thống kê hai nhân tố với ba lần lặp lại, đảm bảo độ tin cậy và tính chính xác của kết quả nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của thời gian thu hoạch đến chất lượng quả chín tự nhiên: Quả sầu riêng giống Chín Hóa thu hoạch ở 95 ngày sau hoa nở (SHN) và giống Monthong ở 125 SHN cho chất lượng ăn được tốt nhất với tỷ lệ ăn được đạt khoảng 30-33%, độ chắc thịt quả trung bình 2,5-3,0 kg/cm². Hàm lượng đường tổng số tăng từ 15% lên 22% khi quả chín tự nhiên, acid tổng số giảm từ 1,2% xuống còn 0,6%, pH tăng từ 5,0 lên 6,2.

  2. Ảnh hưởng của nồng độ khí ethylene và thời gian xông đến quá trình chín: Nồng độ 400 ppm và thời gian xông 24 giờ là điều kiện tối ưu cho cả hai giống Monthong và Chín Hóa. Quả xử lý đạt độ chín ăn được sau 4-5 ngày, rút ngắn 30-40% thời gian so với chín tự nhiên. Tỷ lệ ăn được tăng lên 35%, độ chắc thịt quả duy trì ở mức 2,8 kg/cm², hàm lượng đường tổng số đạt 24%, acid tổng số giảm còn 0,5%, pH tăng lên 6,5.

  3. So sánh giữa hai giống sầu riêng: Giống Monthong có năng suất cao hơn với trọng lượng quả trung bình 3,5 kg, tỷ lệ ăn được và hàm lượng đường tổng số cao hơn khoảng 10% so với giống Chín Hóa. Tuy nhiên, giống Chín Hóa có độ chắc thịt quả tốt hơn, phù hợp cho vận chuyển xa.

  4. An toàn và hiệu quả của phương pháp xông khí ethylene: Phương pháp sử dụng máy phát khí ethylene GE-60 không làm thay đổi các chỉ tiêu dinh dưỡng cơ bản và không để lại dư lượng hóa chất trên thịt quả, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. So với phương pháp nhúng ethephon truyền thống, phương pháp xông khí giảm thiểu rủi ro về sức khỏe và ô nhiễm môi trường.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc thu hoạch quả ở giai đoạn chín sinh lý phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng quả sau khi xử lý chín nhân tạo. Nồng độ ethylene 400 ppm và thời gian xông 24 giờ tạo điều kiện tối ưu kích thích quá trình chuyển hóa sinh hóa trong quả, thúc đẩy phân hủy tinh bột thành đường, làm mềm thịt quả và tăng hương vị đặc trưng. So với các nghiên cứu trước đây về xử lý chín quả xoài, chuối, kết quả tương đồng về nồng độ và thời gian xử lý ethylene.

Phương pháp xông khí ethylene bằng máy phát khí GE-60 khắc phục được nhược điểm của các phương pháp xử lý hóa chất truyền thống như nhúng hoặc phun, giảm thiểu tiếp xúc trực tiếp với hóa chất, đồng thời cho phép xử lý số lượng lớn quả trong cùng một thời điểm, phù hợp với điều kiện sản xuất và xuất khẩu. Việc duy trì các chỉ tiêu chất lượng như độ chắc thịt, hàm lượng đường và acid tổng số cho thấy phương pháp này không làm giảm giá trị dinh dưỡng và cảm quan của quả.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện sự thay đổi hàm lượng đường tổng số và acid tổng số theo thời gian chín tự nhiên và chín nhân tạo, bảng so sánh tỷ lệ ăn được và độ chắc thịt quả giữa các điều kiện xử lý, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của phương pháp nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng quy trình thu hoạch ở giai đoạn chín sinh lý: Khuyến khích người trồng thu hoạch quả giống Chín Hóa ở 95 ngày sau hoa nở và giống Monthong ở 125 ngày để đảm bảo chất lượng quả tốt nhất trước khi xử lý chín nhân tạo.

  2. Sử dụng máy phát khí ethylene với nồng độ 400 ppm và thời gian xông 24 giờ: Đây là điều kiện tối ưu để xử lý chín đồng loạt, rút ngắn thời gian chín, nâng cao tỷ lệ ăn được và giữ nguyên các chỉ tiêu chất lượng, nên được áp dụng rộng rãi trong sản xuất và chế biến.

  3. Đào tạo và chuyển giao công nghệ cho người sản xuất và doanh nghiệp: Tổ chức các khóa tập huấn về kỹ thuật xử lý chín bằng máy phát khí ethylene, đảm bảo vận hành đúng quy trình, an toàn và hiệu quả, góp phần nâng cao giá trị sản phẩm và thương hiệu sầu riêng Khánh Sơn.

  4. Xây dựng hệ thống kho lạnh và phòng xử lý chín chuyên dụng: Đầu tư cơ sở vật chất để duy trì nhiệt độ, độ ẩm và lưu thông khí ethylene ổn định, đảm bảo chất lượng quả sau xử lý và kéo dài thời gian bảo quản, phục vụ xuất khẩu và thị trường nội địa.

  5. Theo dõi và kiểm soát chất lượng sản phẩm sau xử lý: Thiết lập hệ thống kiểm tra dư lượng hóa chất, chỉ tiêu dinh dưỡng và cảm quan để đảm bảo an toàn thực phẩm, nâng cao niềm tin người tiêu dùng và đáp ứng các tiêu chuẩn xuất khẩu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Người trồng và hợp tác xã nông nghiệp: Nắm bắt kỹ thuật thu hoạch và xử lý chín quả sầu riêng hiệu quả, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, tăng thu nhập và phát triển bền vững.

  2. Doanh nghiệp chế biến và xuất khẩu trái cây: Áp dụng công nghệ xử lý chín đồng loạt bằng khí ethylene để đảm bảo chất lượng quả đồng đều, kéo dài thời gian bảo quản, đáp ứng yêu cầu thị trường quốc tế.

  3. Các nhà nghiên cứu và giảng viên ngành nông nghiệp, sinh học thực nghiệm: Tham khảo cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về xử lý sau thu hoạch và bảo quản trái cây nhiệt đới.

  4. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách nông nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu làm cơ sở xây dựng các chương trình hỗ trợ kỹ thuật, quy hoạch vùng trồng và phát triển thương hiệu nông sản đặc trưng của địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Phương pháp xông khí ethylene có an toàn cho người tiêu dùng không?
    Phương pháp sử dụng máy phát khí ethylene tạo khí tinh khiết, không tiếp xúc trực tiếp với hóa chất và không để lại dư lượng trên quả, đảm bảo an toàn sức khỏe người tiêu dùng theo các tiêu chuẩn quốc tế.

  2. Nồng độ ethylene và thời gian xông khí ảnh hưởng thế nào đến chất lượng quả?
    Nồng độ 400 ppm và thời gian 24 giờ được xác định là tối ưu, giúp quả chín đồng đều, tăng hàm lượng đường, giảm acid tổng số và giữ độ chắc thịt, rút ngắn thời gian chín so với chín tự nhiên.

  3. Có thể áp dụng phương pháp này cho các giống sầu riêng khác không?
    Phương pháp có thể điều chỉnh phù hợp với các giống khác dựa trên đặc tính sinh lý và thời gian chín sinh học, tuy nhiên cần nghiên cứu thêm để xác định điều kiện tối ưu cho từng giống.

  4. Phương pháp này có thể áp dụng cho quy mô sản xuất lớn không?
    Máy phát khí ethylene GE-60 có khả năng xử lý số lượng lớn quả trong phòng kín, phù hợp với quy mô sản xuất và chế biến công nghiệp, hỗ trợ xuất khẩu và tiêu thụ nội địa.

  5. Làm thế nào để đảm bảo chất lượng quả sau khi xử lý chín?
    Cần kết hợp xử lý chín đúng quy trình, bảo quản trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp, đồng thời kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng như độ chắc thịt, hàm lượng đường, acid và pH để đảm bảo quả đạt tiêu chuẩn.

Kết luận

  • Xác định được thời điểm thu hoạch tối ưu cho hai giống sầu riêng Monthong (125 ngày SHN) và Chín Hóa (95 ngày SHN) để đảm bảo chất lượng quả chín tự nhiên tốt nhất.
  • Nồng độ ethylene 400 ppm và thời gian xông 24 giờ là điều kiện xử lý chín nhân tạo hiệu quả, giúp rút ngắn thời gian chín, tăng tỷ lệ ăn được và duy trì các chỉ tiêu chất lượng.
  • Phương pháp xông khí ethylene bằng máy phát khí GE-60 an toàn, không để lại dư lượng hóa chất, phù hợp với sản xuất quy mô lớn và xuất khẩu.
  • Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho người trồng sầu riêng Khánh Sơn, đồng thời bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng và phát triển thương hiệu địa phương.
  • Đề xuất triển khai ứng dụng rộng rãi công nghệ xử lý chín ethylene, kết hợp đào tạo kỹ thuật và đầu tư cơ sở vật chất để nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo quản quả sầu riêng.

Hành động tiếp theo là tổ chức các chương trình chuyển giao công nghệ, xây dựng hệ thống kho lạnh và phòng xử lý chín chuyên dụng, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng cho các giống và loại quả khác nhằm phát triển ngành nông nghiệp bền vững.