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.
