Nghiên Cứu Chế Tạo Màng Bao Gói Khí Quyển Biến Đổi (MAP) Ứng Dụng Bảo Quản Vải Thiều Lục Ngạn

• Tác giả: Nguyễn Thị Trang
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Thu Hà
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Chế Tạo Màng Bao Gói Khí Quyển Biến Đổi (MAP) Để Bảo Quản Vải Thiều Lục Ngạn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu các phương pháp bảo quản rau quả tươi
• 1.2. Nguyên nhân gây tổn thất rau quả sau thu hoạch
• 1.3. Các phương pháp bảo quản rau quả tươi phổ biến hiện nay
• 1.3.1. Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao
• 1.3.2. Bảo quản bằng hóa chất
• 1.3.3. Bảo quản trong môi trường khí quyển điều khiển CA (Controlled Atmosphere)
• 1.3.4. Bảo quản trong môi trường khí quyển biến đổi MA (Modified Atmosphere)
• 1.4. Bảo quản hoa quả bằng lớp phủ ăn được
• 1.5. Bảo quản bằng bao gói khí quyển biến đổi (MAP)
• 1.6. Vật liệu và công nghệ chế tạo màng MAP
• 1.6.1. Công nghệ chế tạo màng
• 1.6.2. Vật liệu để chế tạo màng MAP
• 1.7. Ứng dụng màng MAP để bảo quản rau quả sau thu hoạch
• 1.8. Tình hình nghiên cứu bảo quản quả vải trong và ngoài nước
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất
• 2.2. Dụng cụ và thiết bị
• 2.2.1. Thiết bị sử dụng
• 2.3. Các phương pháp phân tích, đánh giá
• 2.3.1. Tỉ lệ hao hụt khối lượng
• 2.3.2. Tỉ lệ hư hỏng
• 2.3.3. Màu sắc vỏ quả
• 2.3.4. Hoạt độ enzym polyphenol oxadies (PPO)
• 2.3.5. Hàm lượng chất khô hòa tan tổng số
• 2.3.6. Hàm lượng đường tổng
• 2.3.7. Hàm lượng vitamin C
• 2.3.8. Hàm lượng axit tổng số
• 2.3.9. Xác định nồng độ khí CO2, O2 bên trong bao gói
• 2.3.10. Chỉ số bệnh do vi sinh vật
• 2.4. Phương pháp tiến hành
• 2.5. Nghiên cứu chế tạo màng MAP
• 2.6. Nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản vải Lục Ngạn
• 2.7. Nghiên cứu biện pháp tiền xử lí kết hợp màng MAP để bảo quản vải
• 2.8. Nghiên cứu loại bỏ vi sinh vật gây hư hỏng bằng phương pháp xử lí nước nóng
• 2.9. Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng phương pháp hạ pH
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu chế tạo màng MAP
• 3.1.1. Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chiều dày màng
• 3.1.2. Tính chất cơ lí của màng MAP
• 3.1.3. Tính chất nhiệt của màng MAP
• 3.1.4. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)
• 3.1.5. Nhiệt vi sai quét (DSC)
• 3.1.6. Hình thái học bề mặt
• 3.1.7. Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.1.8. Ảnh chụp kính hiển vi quang học
• 3.1.9. Độ thấm hơi nước của màng MAP
• 3.2. Nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản vải thiều Lục Ngạn
• 3.2.1. Hao hụt khối lượng và tỉ lệ hư hỏng
• 3.2.2. Đánh giá cảm quan
• 3.2.3. Sự biến đổi hàm lượng khí CO2 và O2 bên trong bao gói
• 3.2.4. Tổng chất rắn hòa tan và axit trong quả
• 3.3. Nghiên cứu các biện pháp tiền xử lí kết hợp màng MAP để bảo quản vải
• 3.4. Nghiên cứu loại bỏ vi sinh vật gây hư hỏng bằng phương pháp xử lí nước nóng
• 3.4.1. Tỉ lệ hư hỏng
• 3.4.2. Chỉ số màu sắc
• 3.4.3. Chỉ số bệnh do vi sinh vật
• 3.5. Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng phương pháp hạ pH
• 3.5.1. Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit oxalic
• 3.5.2. Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit citric
• 3.5.3. Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit clohidric
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan về Màng Bao Gói MAP và Bảo Quản Vải Thiều

Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, thuận lợi cho phát triển nông nghiệp. Nông sản là mặt hàng thiết yếu, yêu cầu ngày càng cao về số lượng và chất lượng. Tuy nhiên, sản xuất và buôn bán nông sản mang tính thời vụ. Việc bảo quản sau thu hoạch còn hạn chế, dẫn đến tỷ lệ hư hỏng cao. Cần công nghệ bảo quản hiệu quả và phù hợp. Những năm gần đây, xu hướng sử dụng khí quyển biến đổi để bảo quản rau quả, đặc biệt là màng bao gói MAP, nổi bật. Đây là công nghệ đơn giản, hiệu quả và triển vọng, giúp chủ động sản xuất và ứng dụng thực tế. Đề tài "Nghiên cứu chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) ứng dụng để bảo quản vải thiều Lục Ngạn" nhằm giải quyết vấn đề này. "[23] Nguyên nhân là do hoa quả sau khi thu hoạch vẫn là những tế bào sống và vẫn tiếp tục các hoạt động hô hấp và trao đổi chất thông qua một số quá trính biến đổi."

1.1. Các Phương Pháp Bảo Quản Rau Quả Tươi Hiện Nay

Có nhiều phương pháp bảo quản rau quả tươi như sử dụng nhiệt độ thấp, hóa chất, khí quyển điều khiển (CA) và khí quyển biến đổi (MA). Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Phương pháp làm lạnh nhanh với độ ẩm cao là phổ biến nhất. Bảo quản bằng hóa chất cần thận trọng để đảm bảo an toàn thực phẩm. Bao gói MAP là phương pháp hiệu quả, sử dụng màng bao gói có tính thẩm thấu chọn lọc, tạo khí quyển biến đổi quanh sản phẩm. "Các phương pháp bảo quản truyền thống tuy có hiệu quả nhưng chỉ hạn chế ở quy mô nhỏ, mặt khác lại bộc lộ một số nhược điểm khó có thể khắc phục khi triển khai ở quy mô lớn."

1.2. Giới Thiệu về Phương Pháp Bảo Quản Bằng Màng MAP

Bao gói khí quyển biến đổi (MAP) được định nghĩa là bao bọc sản phẩm thực phẩm trong các vật liệu chắn khí, trong đó môi trường khí được thay đổi để ức chế tác nhân gây hư hỏng, nhờ đó có thể duy trì chất lượng cao hơn của các thực phẩm dễ hỏng trong quá trình sống tự nhiên hay kéo dài thời hạn sử dụng. Có hai dạng bao gói là bao gói chân không và bao gói trao đổi khí. Công nghệ MAP đặc biệt nhằm khắc phục vấn đề gặp phải ở bao gói chân không, gọi là ức chế khoảng rộng hơn các tác nhân gây hư hỏng vi sinh vật và tránh hư hỏng do nén.

II. Thách Thức và Vấn Đề Bảo Quản Vải Thiều Lục Ngạn Hiện Nay

Vải thiều là đặc sản của Lục Ngạn, Bắc Giang. Tuy nhiên, quá trình bảo quản sau thu hoạch còn nhiều hạn chế, dẫn đến chất lượng giảm sút và hao hụt lớn. Các phương pháp truyền thống chưa đáp ứng được yêu cầu bảo quản vải thiều số lượng lớn và vận chuyển đi xa. Việc duy trì màu sắc, độ tươi ngon và ngăn ngừa hư hỏng do vi sinh vật là những thách thức lớn. Do đó, cần có giải pháp bảo quản hiệu quả, phù hợp với đặc tính của vải thiều Lục Ngạn. "Theo thống kê thì hiện nay tỉ lệ hư hỏng sau thu hoạch ở Việt Nam còn rất cao, chiếm tới hơn 20% tổng sản lượng. Đó là một tổn thất rất đáng kể với người nông dân."

2.1. Nguyên Nhân Gây Hư Hỏng Vải Thiều Sau Thu Hoạch

Nhiều yếu tố gây hư hỏng vải thiều sau thu hoạch như hô hấp, mất nước, biến đổi sinh hóa, vi sinh vật và tác động cơ học. Quá trình hô hấp làm tiêu thụ đường và giảm chất lượng cảm quan. Mất nước làm quả bị khô héo. Vi sinh vật gây thối rữa và hư hỏng. Các tác động cơ học trong quá trình thu hoạch và vận chuyển gây dập nát. Cần kiểm soát các yếu tố này để kéo dài thời gian bảo quản vải thiều. "Rau quả sau thu hoạch thường trải qua một số biến đổi như: biến đổi sinh hoá, biến đổi vật lý và biến đổi hoá học."

2.2. Yêu Cầu Bảo Quản Vải Thiều Đặc Thù

Bảo quản vải thiều cần duy trì màu sắc đỏ tươi của vỏ, độ cứng của quả và hương vị đặc trưng. Đồng thời, cần ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật và giảm thiểu hao hụt khối lượng. Phương pháp bảo quản cần đảm bảo an toàn thực phẩm và không gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Màng bao gói MAP cần có tính thấm khí phù hợp để kiểm soát nồng độ O2 và CO2, tạo khí quyển biến đổi tối ưu. "Công nghệ bảo quản sau thu hoạch đối với các loại rau quả tươi còn hạn chế, không đáp ứng nhu cầu vận chuyển rau quả đi xa."

III. Phương Pháp Chế Tạo Màng Bao Gói MAP Cho Vải Thiều Lục Ngạn

Nghiên cứu này tập trung vào việc chế tạo màng bao gói MAP từ vật liệu polyme phù hợp, có khả năng điều chỉnh khí quyển biến đổi bên trong bao gói. Các thông số quan trọng như thành phần polyme, phụ gia, độ dày màng và tính thấm khí được tối ưu hóa. Quá trình chế tạo bao gồm trộn vật liệu, đùn ép và thổi màng. Mục tiêu là tạo ra màng MAP có khả năng bảo quản vải thiều hiệu quả, kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng vải thiều. "Nếu chúng ta chủ động được công nghệ sản xuất loại màng này thì sẽ rất thuận lợi trong việc triển khai ứng dụng thực tế."

3.1. Lựa Chọn Vật Liệu Chế Tạo Màng MAP Phù Hợp

Vật liệu polyme thường dùng để chế tạo màng MAP bao gồm polyethylene (PE), polypropylene (PP) và polyvinyl chloride (PVC). PE là lựa chọn phổ biến vì giá thành rẻ, dễ gia công và có tính thấm khí tốt. Các phụ gia như zeolit, silica và nano chitosan có thể được thêm vào để cải thiện tính chất của màng, tăng khả năng kháng khuẩn và điều chỉnh khí quyển biến đổi. Nên ưu tiên sử dụng các loại màng sinh học hoặc biopolymer để đảm bảo an toàn và thân thiện với môi trường. "Polyme sinh học như protein, polysaccarit, lipit và nhựa là các vật liệu tạo màng thường được sử dụng."

3.2. Quy Trình Chế Tạo Màng MAP Các Bước Chi Tiết

Quy trình chế tạo màng MAP bao gồm các bước: chuẩn bị nguyên liệu, trộn vật liệu, đùn ép và thổi màng, xử lý bề mặt (nếu cần) và kiểm tra chất lượng. Tỷ lệ phối trộn các thành phần polyme và phụ gia ảnh hưởng lớn đến tính chất của màng. Quá trình đùn ép và thổi màng cần kiểm soát nhiệt độ, áp suất và tốc độ để tạo ra màng có độ dày và độ đồng đều mong muốn. "Với mong muốn góp phần giải quyết những vấn đề thực tế đặt ra, trong luận văn này chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo màng bao gói khì quyển biến đổi (MAP) ứng dụng để bảo quản vải thiều Lục Ngạn”"

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Màng MAP Bảo Quản Vải Thiều Lục Ngạn

Nghiên cứu ứng dụng màng bao gói MAP để bảo quản vải thiều Lục Ngạn được thực hiện bằng cách đóng gói vải thiều trong túi MAP và theo dõi các chỉ tiêu chất lượng trong quá trình bảo quản. Các chỉ tiêu bao gồm hao hụt khối lượng, tỷ lệ hư hỏng, màu sắc vỏ quả, độ cứng quả, hàm lượng đường và axit. So sánh kết quả với mẫu đối chứng (không sử dụng màng MAP) để đánh giá hiệu quả của phương pháp bảo quản. "Bao gói hiệu quả đòi hỏi phải xem xét nồng độ khì tối ưu, tốc độ hô hấp của hoa quả, khuếch tán khì qua màng cũng như nhiệt độ bảo quản tối ưu để đạt được lợi ìch lớn nhất đối với sản phẩm và người tiêu dùng."

4.1. Đánh Giá Hiệu Quả Bảo Quản Vải Thiều Bằng Màng MAP

Hiệu quả bảo quản được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu chất lượng đã nêu ở trên. Màng MAP giúp giảm hao hụt khối lượng, giảm tỷ lệ hư hỏng, duy trì màu sắc tươi và độ cứng của quả. Hàm lượng đường và axit trong quả cũng được duy trì tốt hơn so với mẫu đối chứng. Kết quả cho thấy màng MAP có khả năng kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng vải thiều Lục Ngạn. "Phương pháp bảo quản trong môi trường khì quyển biến đổi MA (Modified Atmosphere) Là phương pháp bảo quản mà hoa quả được đựng trong túi màng mỏng có tình thẩm thấu chọn lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao gói."

4.2. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng đến Hiệu Quả Bảo Quản MAP

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả bảo quản bằng màng MAP, bao gồm nhiệt độ bảo quản, độ ẩm, nồng độ khí O2 và CO2 bên trong bao gói. Nhiệt độ thấp và độ ẩm cao giúp làm chậm quá trình hô hấp và giảm sự phát triển của vi sinh vật. Nồng độ khí O2 và CO2 cần được kiểm soát để tạo khí quyển biến đổi tối ưu cho bảo quản vải thiều. "Trong quá trính bảo quản khì quyển biến đổi, nồng độ O2, CO2 và C2H4 trong tế bào thực vật quyết định ứng đáp sinh lý và sinh hóa của tế bào đó."

V. Tiền Xử Lý Vải Thiều Kết Hợp Màng MAP Bí Quyết Kéo Dài Tuổi Thọ

Để nâng cao hiệu quả bảo quản vải thiều, nghiên cứu này còn tập trung vào các biện pháp tiền xử lý kết hợp với màng MAP. Các biện pháp tiền xử lý bao gồm xử lý nước nóng để loại bỏ vi sinh vật và hạ pH để ổn định màu sắc vỏ quả. Kết hợp tiền xử lý và màng MAP giúp tăng cường khả năng kháng khuẩn, duy trì màu sắc tươi và kéo dài thời gian bảo quản vải thiều Lục Ngạn. "Nghiên cứu các biện pháp tiền xử lì để nâng cao chất lượng bảo quản vải thiều Lục Ngạn"

5.1. Xử Lý Nước Nóng Loại Bỏ Vi Sinh Vật Gây Hư Hỏng

Xử lý nước nóng giúp loại bỏ hoặc giảm số lượng vi sinh vật trên bề mặt quả vải, ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc gây hư hỏng. Nhiệt độ và thời gian xử lý cần được tối ưu hóa để không làm ảnh hưởng đến chất lượng quả. Sau khi xử lý nước nóng, quả vải cần được làm nguội nhanh chóng trước khi đóng gói bằng màng MAP. "Nghiên cứu loại bỏ vi sinh vật gây hư hỏng bằng phương pháp xử lì nước nóng."

5.2. Ổn Định Màu Vỏ Quả Vải Bằng Phương Pháp Hạ pH

Hạ pH giúp ức chế enzyme polyphenol oxidase (PPO), ngăn ngừa sự oxy hóa polyphenol và giữ cho vỏ quả vải có màu đỏ tươi. Các axit hữu cơ như axit citric, axit oxalic có thể được sử dụng để hạ pH. Nồng độ và thời gian xử lý axit cần được kiểm soát để không gây ảnh hưởng đến hương vị và chất lượng quả vải. "Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng phương pháp hạ pH."

VI. Kết Luận và Triển Vọng của Nghiên Cứu Màng Bao Gói MAP

Nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo màng bao gói MAP và ứng dụng để bảo quản vải thiều Lục Ngạn. Kết quả cho thấy màng MAP có khả năng kéo dài thời gian bảo quản, duy trì chất lượng vải thiều và giảm thiểu hao hụt sau thu hoạch. Các biện pháp tiền xử lý kết hợp với màng MAP giúp tăng cường hiệu quả bảo quản. Nghiên cứu này mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi công nghệ MAP để bảo quản các loại nông sản khác, góp phần nâng cao giá trị sản phẩm và phát triển nông nghiệp bền vững. "Ví thế vấn đề đặt ra là cần có công nghệ bảo quản rau quả có hiệu quả và phù hợp với điều kiện trong nước."

6.1. Ưu Điểm và Hạn Chế của Màng MAP Nghiên Cứu

Màng MAP nghiên cứu có ưu điểm là khả năng điều chỉnh khí quyển biến đổi, giảm hao hụt khối lượng và duy trì chất lượng vải thiều. Tuy nhiên, còn một số hạn chế như chi phí sản xuất có thể cao hơn so với màng thông thường và cần tối ưu hóa hơn nữa để đạt hiệu quả bảo quản tối ưu. Cần nghiên cứu thêm về khả năng phân hủy sinh học của màng để giảm thiểu tác động đến môi trường.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo và Ứng Dụng Mở Rộng

Hướng nghiên cứu tiếp theo là tập trung vào việc phát triển màng bao gói MAP từ vật liệu sinh học, thân thiện với môi trường và có khả năng phân hủy. Cần nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản các loại nông sản khác như rau xanh, trái cây và hoa quả. Đồng thời, cần xây dựng quy trình đóng gói và bảo quản MAP hoàn chỉnh, phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam.

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, thuận lợi cho phát triển nông nghiệp với đa dạng nông sản quanh năm. Tuy nhiên, tỷ lệ tổn thất sau thu hoạch rau quả tại Việt Nam vẫn còn rất cao, ước tính trên 20% tổng sản lượng, gây thiệt hại lớn cho người nông dân và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trên thị trường. Vải thiều Lục Ngạn, một loại quả đặc sản có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao, cũng gặp phải vấn đề bảo quản do dễ bị nâu hóa vỏ và hư hỏng nhanh sau thu hoạch. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) phù hợp để bảo quản vải thiều Lục Ngạn, đồng thời nghiên cứu các biện pháp tiền xử lý nhằm nâng cao chất lượng bảo quản. Nghiên cứu được thực hiện tại Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong năm 2016, tập trung vào công nghệ chế tạo màng MAP từ nhựa LDPE kết hợp phụ gia zeolit và silica, ứng dụng bảo quản quả vải trong điều kiện khí quyển biến đổi. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm tỷ lệ hao hụt khối lượng, kéo dài thời gian bảo quản, duy trì màu sắc và chất lượng quả vải, góp phần nâng cao giá trị kinh tế và khả năng xuất khẩu sản phẩm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về bảo quản rau quả tươi, đặc biệt là:

• Lý thuyết khí quyển biến đổi (Modified Atmosphere, MA): Điều chỉnh thành phần khí O2, CO2 trong bao gói để làm chậm quá trình hô hấp và lão hóa của quả tươi, kéo dài thời gian bảo quản.
• Mô hình màng bao gói MAP: Sử dụng màng nhựa có tính thấm khí chọn lọc, kiểm soát sự trao đổi khí giữa môi trường bên trong và bên ngoài bao gói, phù hợp với đặc tính hô hấp của từng loại quả.
• Khái niệm enzym polyphenol oxidase (PPO): Enzym chịu trách nhiệm chính trong quá trình nâu hóa vỏ quả vải, ảnh hưởng đến chất lượng và giá trị thương phẩm.
• Khái niệm về các chỉ số chất lượng quả tươi: Tỷ lệ hao hụt khối lượng, tỷ lệ hư hỏng, độ cứng quả, hàm lượng chất khô hòa tan tổng số (TSS), hàm lượng vitamin C, chỉ số màu sắc ΔE, chỉ số bệnh do vi sinh vật.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Quả vải thiều Lục Ngạn thu hoạch từ vườn, được xử lý và bảo quản trong các túi màng MAP chế tạo từ LDPE kết hợp phụ gia zeolit và silica.
• Phương pháp chế tạo màng MAP: Sử dụng công nghệ đùn thổi màng với các thành phần phối liệu gồm LDPE (61-81%), chất chủ chứa phụ gia zeolit hoặc silica (15-35%), phụ gia trợ gia công, chống đọng sương và trợ dai. Các thông số công nghệ như nhiệt độ đùn (130-165°C), tốc độ trục vít (180 vòng/phút), chiều dày màng được điều chỉnh phù hợp.
• Phương pháp phân tích: Đo tỷ lệ hao hụt khối lượng, tỷ lệ hư hỏng, độ cứng quả bằng máy đo độ lún, màu sắc vỏ quả bằng máy đo màu ColorTec, hoạt độ enzym PPO bằng phương pháp chuẩn độ quang phổ, hàm lượng TSS bằng chiết quang kế, vitamin C bằng chuẩn độ iot, nồng độ khí CO2 và O2 trong bao gói bằng máy phân tích khí.
• Thiết bị sử dụng: Máy đùn thổi màng SJ-45, máy trộn siêu tốc, máy đo cơ lý INSTRON 5980, kính hiển vi điện tử quét FESEM, máy đo màu cầm tay, cân phân tích, máy đo độ cứng quả.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm chế tạo màng và ứng dụng bảo quản quả vải được tiến hành trong năm 2016, với các giai đoạn thử nghiệm và đánh giá chất lượng bảo quản kéo dài từ vài ngày đến 30 ngày.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chế tạo màng MAP có tính chất cơ lý và nhiệt phù hợp: Màng MAP được chế tạo từ LDPE kết hợp phụ gia zeolit với hàm lượng 3-7% và silica 5-7% có chiều dày từ 44μm, độ thấm hơi nước và khí được kiểm soát tốt. Độ thấm CO2 cao hơn 3-5 lần so với O2, phù hợp với yêu cầu bảo quản quả vải. Độ bền cơ lý của màng đạt khoảng 15-20 MPa, nhiệt độ nóng chảy từ 112-115°C, đảm bảo tính ổn định trong quá trình bảo quản.

2. Ứng dụng màng MAP kéo dài thời gian bảo quản vải thiều: Tỷ lệ hao hụt khối lượng quả vải trong bao gói MAP giảm đáng kể, chỉ khoảng 5-7% sau 15 ngày bảo quản ở 4-5°C, so với trên 20% ở mẫu đối chứng không bao gói. Tỷ lệ hư hỏng do nấm mốc và nâu vỏ giảm từ 30% xuống dưới 10%. Chỉ số màu sắc ΔE duy trì ở mức thấp, giữ được màu đỏ đặc trưng của vỏ quả.

3. Hoạt độ enzym PPO giảm rõ rệt trong bao gói MAP: Hoạt độ PPO giảm khoảng 40-50% so với mẫu đối chứng, góp phần làm chậm quá trình nâu hóa vỏ quả. Hàm lượng vitamin C và tổng chất khô hòa tan (TSS) duy trì ổn định trong suốt thời gian bảo quản, với TSS khoảng 14-15°Brix và vitamin C trên 40 mg/100g.

4. Biện pháp tiền xử lý kết hợp nâng cao hiệu quả bảo quản: Xử lý nước nóng và hạ pH bằng dung dịch axit oxalic hoặc axit citric trước khi đóng gói MAP giúp giảm tỷ lệ hư hỏng xuống dưới 5%, duy trì màu sắc và độ cứng quả tốt hơn. Thời gian bảo quản có thể kéo dài đến 30 ngày mà chất lượng vẫn đảm bảo.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy màng MAP chế tạo từ LDPE kết hợp phụ gia zeolit và silica có khả năng kiểm soát tốt sự trao đổi khí, đặc biệt là tăng độ thấm CO2 so với O2, phù hợp với đặc tính hô hấp của quả vải thiều. Điều này làm giảm tốc độ hô hấp và hoạt động enzym gây nâu hóa, từ đó kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng quả. So với các nghiên cứu trước đây sử dụng màng nhập khẩu hoặc phương pháp xử lý hóa chất, màng MAP tự chế tạo trong nghiên cứu này có ưu điểm về chi phí và khả năng ứng dụng thực tế tại Việt Nam.

Việc kết hợp biện pháp tiền xử lý như xử lý nước nóng và hạ pH giúp ức chế enzym PPO và các vi sinh vật gây hư hỏng, đồng thời ổn định màu sắc vỏ quả. Các chỉ số chất lượng như TSS, vitamin C được duy trì ổn định, chứng tỏ phương pháp bảo quản không làm giảm giá trị dinh dưỡng của quả. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biến đổi tỷ lệ hao hụt khối lượng, hoạt độ enzym PPO và chỉ số màu sắc ΔE theo thời gian bảo quản, giúp minh họa rõ hiệu quả của màng MAP và biện pháp tiền xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai sản xuất màng MAP từ LDPE kết hợp phụ gia zeolit và silica: Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ đùn thổi màng tại các cơ sở sản xuất trong nước để giảm chi phí, đảm bảo nguồn cung vật liệu bao gói phù hợp với đặc tính quả vải thiều. Thời gian thực hiện: 1-2 năm. Chủ thể: Viện Hóa học, doanh nghiệp sản xuất nhựa.

2. Áp dụng biện pháp tiền xử lý nước nóng và hạ pH trước khi đóng gói MAP: Hướng dẫn nông dân và doanh nghiệp thực hiện xử lý quả vải bằng nước nóng 50-55°C trong 2-3 phút và nhúng dung dịch axit oxalic hoặc citric pH 2-3 để giảm enzym PPO và vi sinh vật gây hư hỏng. Thời gian thực hiện: ngay trong vụ thu hoạch. Chủ thể: Trung tâm kỹ thuật nông nghiệp, hợp tác xã.

3. Xây dựng quy trình bảo quản và vận chuyển quả vải thiều bằng bao gói MAP: Thiết lập quy trình chuẩn từ thu hái, xử lý, đóng gói đến vận chuyển trong điều kiện nhiệt độ thấp 4-5°C, đảm bảo chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản đến 30 ngày. Thời gian thực hiện: 1 năm. Chủ thể: Doanh nghiệp xuất khẩu, cơ quan quản lý nông nghiệp.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức cho người sản xuất và kinh doanh: Tổ chức các khóa tập huấn về công nghệ bảo quản MAP, biện pháp tiền xử lý và quy trình vận chuyển nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và giá trị kinh tế. Thời gian thực hiện: liên tục hàng năm. Chủ thể: Sở Nông nghiệp, Viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nông dân và hợp tác xã trồng vải thiều: Nắm bắt công nghệ bảo quản hiện đại giúp giảm tổn thất sau thu hoạch, nâng cao giá trị sản phẩm và thu nhập.

2. Doanh nghiệp chế biến và xuất khẩu nông sản: Áp dụng màng MAP và quy trình bảo quản để kéo dài thời gian bảo quản, mở rộng thị trường xuất khẩu, đặc biệt là thị trường khó tính như châu Âu.

3. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành hóa học, công nghệ thực phẩm: Tham khảo phương pháp chế tạo màng MAP, kỹ thuật phân tích chất lượng quả tươi và ứng dụng thực tiễn trong bảo quản nông sản.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về nông nghiệp và an toàn thực phẩm: Xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển công nghệ bảo quản, kiểm soát chất lượng và thúc đẩy xuất khẩu nông sản.

Câu hỏi thường gặp

1. Màng MAP là gì và tại sao lại quan trọng trong bảo quản quả vải?
   Màng MAP là màng bao gói có khả năng điều chỉnh thành phần khí bên trong bao bì, giúp giảm tốc độ hô hấp và enzym gây nâu hóa quả vải. Ví dụ, màng LDPE kết hợp zeolit giúp tăng độ thấm CO2, giảm O2, kéo dài thời gian bảo quản lên đến 30 ngày.

2. Phụ gia zeolit và silica có vai trò gì trong màng MAP?
   Zeolit và silica giúp điều chỉnh tính thấm khí và hơi nước của màng, tăng khả năng kiểm soát khí CO2 và O2, đồng thời cải thiện tính chất cơ lý của màng, giúp bảo quản quả vải hiệu quả hơn.

3. Biện pháp tiền xử lý nào giúp giảm nâu hóa vỏ quả vải?
   Xử lý nước nóng và nhúng dung dịch axit oxalic hoặc axit citric giúp ức chế hoạt động enzym PPO, giảm quá trình nâu hóa vỏ quả. Ví dụ, xử lý nước nóng 50°C trong 2 phút kết hợp nhúng axit oxalic 2mM đã được chứng minh hiệu quả.

4. Thời gian bảo quản quả vải bằng màng MAP kéo dài bao lâu?
   Nghiên cứu cho thấy quả vải được bảo quản trong màng MAP có thể giữ chất lượng tốt trong khoảng 15-30 ngày ở nhiệt độ 4-5°C, giảm tỷ lệ hư hỏng và duy trì màu sắc tự nhiên.

5. Làm thế nào để áp dụng công nghệ này trong thực tế sản xuất?
   Cần phối hợp giữa các bên: sản xuất màng MAP trong nước, hướng dẫn nông dân xử lý quả trước khi đóng gói, xây dựng quy trình bảo quản và vận chuyển chuẩn, đồng thời đào tạo kỹ thuật cho người lao động.

Kết luận

• Đã chế tạo thành công màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) từ LDPE kết hợp phụ gia zeolit và silica với tính chất thấm khí phù hợp cho bảo quản quả vải thiều Lục Ngạn.
• Màng MAP giúp giảm tỷ lệ hao hụt khối lượng xuống còn khoảng 5-7% và tỷ lệ hư hỏng dưới 10% sau 15 ngày bảo quản ở 4-5°C.
• Biện pháp tiền xử lý như xử lý nước nóng và hạ pH bằng axit oxalic góp phần ức chế enzym PPO, làm chậm quá trình nâu hóa vỏ quả, kéo dài thời gian bảo quản đến 30 ngày.
• Nghiên cứu cung cấp giải pháp công nghệ bảo quản hiệu quả, phù hợp với điều kiện sản xuất và tiêu thụ quả vải tại Việt Nam, góp phần nâng cao giá trị kinh tế và khả năng xuất khẩu.
• Đề xuất triển khai sản xuất màng MAP trong nước, áp dụng quy trình bảo quản đồng bộ và đào tạo kỹ thuật cho người sản xuất để phát huy hiệu quả nghiên cứu.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các doanh nghiệp và cơ sở sản xuất thử nghiệm quy mô lớn, đồng thời phối hợp với các cơ quan quản lý để phổ biến công nghệ bảo quản MAP cho quả vải thiều và các loại rau quả tươi khác.