Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu phát triển màng bảo quản từ pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi da xanh

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu phát triển màng bảo quản từ pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi da xanh citrus maxima burm, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Trần Thị Yến Nhi
• Người hướng dẫn: PGS. Bạch Long Giang
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Phát Triển Màng Bảo Quản Từ Pectin Kết Hợp Cao Chiết Vỏ Bưởi Da Xanh
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• 1. CHƯƠNG 1: BẢO QUẢN NÔNG SẢN SAU THU HOẠCH
• 1.1. Tác nhân ảnh hưởng đến chất lượng nông sản sau thu hoạch
• 1.2. Thành phần chất khí
• 1.3. Độ ẩm tương đối
• 1.4. Phương pháp bảo quản
• 1.4.1. Phương pháp vật lý
• 1.4.1.1. Phương pháp bảo quản lạnh
• 1.4.1.2. Sử dụng bao bì
• 1.4.1.3. Phương pháp chiếu xạ
• 1.4.2. Phương pháp hóa học
• 1.4.2.1. Dung dịch Hypoclorit
• 1.4.2.2. Muối bicacbonat
• 1.4.2.3. Sulfur
• 1.4.2.4. Bisulfit
• 1.4.2.5. Vôi bột và phèn
• 1.4.3. Phương pháp sinh học
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.3. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT THÍ NGHIỆM
• 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Phương pháp tách chiết dịch từ vỏ bưởi
• 2.4.2. Phương pháp chế tạo màng từ pectin kết hợp với dịch chiết vỏ bưởi dự kiến
• 2.4.3. Phương pháp đánh giá chất lượng
• 2.4.4. Phương pháp xác định hàm lượng nước, độ hòa tan và độ trương của màng
• 2.4.5. Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol
• 2.4.6. Phương pháp xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết và màng ăn được bằng DPPH và ABTS
• 2.4.7. Phương pháp xác định hàm lượng ascorbic acid
• 2.4.8. Phương pháp xác định hoạt tính kháng khuẩn
• 2.4.9. Phương pháp xác định tính chất cơ lý của màng
• 2.4.10. Phương pháp HPLC
• 2.4.11. Phương pháp phun màng
• 2.4.12. Định tính hoá thực vật
• 2.4.13. Đánh giá TAM và TYM
• 2.4.14. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KHẢO SÁT NGUỒN NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO
• 3.1.1. Khảo sát hình thái, đặc tính của nguyên liệu bưởi da xanh
• 3.1.2. Khảo sát quy trình tách chiết và cô đặc dịch chiết từ vỏ bưởi
• 3.1.3. Ảnh hưởng của quá trình ngâm chiết
• 3.1.4. Ảnh hưởng của quá trình chiết có hỗ trợ sóng siêu âm
• 3.1.5. Ảnh hưởng của quá trình chiết có hỗ trợ vi sóng
• 3.1.6. Ảnh hưởng của quá trình chiết hoàn lưu Soxhlet
• 3.1.7. So sánh phương pháp chiết lên hiệu quả thu hồi các thành phần có hoạt tính sinh học trong dịch chiết
• 3.1.8. Phân tích một số thành phần và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết vỏ bưởi
• 3.1.9. Định tính hóa thực vật
• 3.1.10. Định lượng thành phần cao chiết vỏ bưởi bằng phương pháp HPLC
• 3.1.11. Khả năng kháng khuẩn của cao chiết vỏ bưởi
• 3.2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẾ TẠO CÔNG THỨC MÀNG PT KẾT HỢP CAO CHIẾT
• 3.2.1. Nghiên cứu công thức màng PT-polysaccharide khác
• 3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ PFE lên tính chất màng và cơ chế kết hợp màng PT với một số thành phần trong vỏ bưởi
• 3.2.3. Quy trình công nghệ tạo màng PFE/PT hoàn chỉnh
• 3.3. ỨNG DỤNG MÀNG TRONG BẢO QUẢN MÍT THÁI CHẾ BIẾN GIẢM THIỂU
• 3.4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• SẢN PHẨM LIÊN QUAN ĐỀ TÀI

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu màng bảo quản từ pectin và cao chiết vỏ bưởi da xanh

Nghiên cứu phát triển màng bảo quản từ pectin kết hợp với cao chiết vỏ bưởi da xanh (Citrus maxima Burm.) đang thu hút sự chú ý trong lĩnh vực bảo quản thực phẩm. Màng bảo quản này không chỉ giúp kéo dài thời gian bảo quản mà còn đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng. Việc sử dụng pectin và vỏ bưởi không chỉ tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có mà còn góp phần vào việc phát triển các sản phẩm bảo quản thân thiện với môi trường.

1.1. Tầm quan trọng của màng bảo quản trong ngành thực phẩm

Màng bảo quản đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì chất lượng và an toàn thực phẩm. Chúng giúp ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và giảm thiểu sự mất nước, từ đó kéo dài thời gian bảo quản cho các sản phẩm nông sản.

1.2. Đặc điểm của pectin và cao chiết vỏ bưởi da xanh

Pectin là một polysaccharide tự nhiên có khả năng tạo gel, giúp tạo ra màng bảo quản hiệu quả. Cao chiết vỏ bưởi da xanh chứa nhiều hợp chất phenolic có hoạt tính kháng khuẩn, góp phần nâng cao hiệu quả bảo quản thực phẩm.

II. Vấn đề và thách thức trong bảo quản thực phẩm hiện nay

Bảo quản thực phẩm là một thách thức lớn trong ngành nông sản, đặc biệt là trong bối cảnh gia tăng nhu cầu tiêu thụ và yêu cầu về chất lượng. Các phương pháp bảo quản truyền thống thường sử dụng hóa chất có thể gây hại cho sức khỏe và môi trường. Do đó, việc phát triển các giải pháp bảo quản tự nhiên như màng từ pectin và cao chiết vỏ bưởi là cần thiết.

2.1. Những hạn chế của phương pháp bảo quản hóa học

Phương pháp bảo quản hóa học thường để lại dư lượng độc hại trong thực phẩm, gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Hơn nữa, việc sử dụng hóa chất cũng gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường.

2.2. Nhu cầu về giải pháp bảo quản tự nhiên

Người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến sản phẩm an toàn và tự nhiên. Việc phát triển màng bảo quản từ pectin và vỏ bưởi không chỉ đáp ứng nhu cầu này mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu màng bảo quản từ pectin và cao chiết vỏ bưởi

Nghiên cứu này áp dụng các phương pháp chiết xuất và chế tạo màng từ pectin kết hợp với cao chiết vỏ bưởi. Các phương pháp này được thiết kế để tối ưu hóa hiệu quả bảo quản và đảm bảo tính an toàn cho thực phẩm. Quy trình nghiên cứu bao gồm các bước chiết xuất, chế tạo màng và đánh giá chất lượng màng.

3.1. Quy trình chiết xuất cao chiết vỏ bưởi

Quy trình chiết xuất bao gồm việc sử dụng các phương pháp như ngâm chiết và siêu âm để thu được cao chiết vỏ bưởi với hàm lượng hoạt chất cao nhất. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu quả bảo quản của màng.

3.2. Chế tạo màng từ pectin và cao chiết vỏ bưởi

Màng được chế tạo bằng cách kết hợp pectin với cao chiết vỏ bưởi theo tỷ lệ tối ưu. Quá trình này không chỉ tạo ra màng bảo quản hiệu quả mà còn đảm bảo tính ăn được cho sản phẩm.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của màng bảo quản

Kết quả nghiên cứu cho thấy màng bảo quản từ pectin và cao chiết vỏ bưởi có khả năng kéo dài thời gian bảo quản cho các sản phẩm nông sản như mít Thái. Màng này không chỉ giúp duy trì chất lượng mà còn giảm thiểu sự phát triển của vi sinh vật gây hại.

4.1. Hiệu quả bảo quản của màng pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi

Màng bảo quản cho thấy khả năng ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và duy trì độ tươi ngon của sản phẩm trong thời gian dài. Kết quả này mở ra hướng đi mới cho việc bảo quản thực phẩm an toàn.

4.2. Ứng dụng trong bảo quản mít Thái chế biến giảm thiểu

Màng bảo quản từ pectin và cao chiết vỏ bưởi đã được áp dụng thành công trong bảo quản mít Thái chế biến giảm thiểu, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lãng phí thực phẩm.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu phát triển màng bảo quản từ pectin và cao chiết vỏ bưởi không chỉ mang lại giải pháp bảo quản hiệu quả mà còn góp phần vào việc phát triển các sản phẩm an toàn cho sức khỏe. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực bảo quản thực phẩm.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong bảo quản thực phẩm

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp giải pháp bảo quản hiệu quả mà còn góp phần vào việc phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

5.2. Hướng đi mới cho nghiên cứu và phát triển

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chế tạo màng và mở rộng ứng dụng của màng bảo quản trong các sản phẩm thực phẩm khác, từ đó nâng cao giá trị kinh tế cho nông sản.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo ước tính, mỗi năm có khoảng 110-120 triệu tấn vỏ trái cây nhóm citrus bị loại bỏ, gây lãng phí nguồn nguyên liệu quý giá. Riêng vùng đồng bằng sông Cửu Long, sản lượng trái cây và bưởi da xanh tăng trưởng đều đặn, tạo ra lượng lớn phụ phẩm vỏ bưởi cần được tận dụng hiệu quả. Vấn đề bảo quản nông sản sau thu hoạch, đặc biệt là trái cây và các sản phẩm chế biến giảm thiểu, đang được quan tâm nhằm kéo dài thời gian lưu trữ, vận chuyển mà không làm giảm chất lượng sản phẩm. Các phương pháp bảo quản truyền thống như bao bì tổng hợp và hóa chất bảo quản tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe và môi trường. Do đó, màng sinh học từ polymer tự nhiên, kết hợp với các cao chiết giàu phenolics từ vỏ bưởi da xanh, được nghiên cứu như một giải pháp thân thiện môi trường, an toàn và hiệu quả.

Mục tiêu nghiên cứu là phát triển màng bảo quản từ pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi da xanh (Citrus maxima Burm.) nhằm tạo ra chế phẩm bảo quản có khả năng kháng oxy hóa, kháng khuẩn, đồng thời đáp ứng yêu cầu về tính cơ lý và an toàn thực phẩm. Nghiên cứu được thực hiện trên nguyên liệu vỏ bưởi da xanh thu hoạch tại tỉnh Bến Tre và ứng dụng bảo quản mít Thái chế biến giảm thiểu từ tỉnh Tiền Giang trong năm 2021. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao giá trị sử dụng phụ phẩm nông nghiệp, đồng thời phát triển công nghệ bảo quản nông sản bền vững, giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Polymer sinh học và pectin: Pectin là polymer polysaccharide phức tạp, chủ yếu từ acid α-D-galacturonic, có khả năng tạo gel và màng sinh học. Pectin được chiết xuất từ vỏ bưởi da xanh, có tính kỵ nước và khả năng kết hợp với các hợp chất phenolic để tạo màng bảo quản ăn được.

• Hoạt tính sinh học của phenolics: Các hợp chất phenolic trong cao chiết vỏ bưởi như naringin, hesperidin có tác dụng kháng oxy hóa và kháng khuẩn, giúp kéo dài thời gian bảo quản nông sản.

• Tính chất cơ lý và vật lý của màng sinh học: Độ bền kéo, độ giãn dài, độ trương nở, độ hòa tan và khả năng thẩm thấu hơi nước là các chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng màng bảo quản.

• Phương pháp chiết xuất hỗ trợ vật lý: Siêu âm và vi sóng được áp dụng để tăng hiệu quả chiết xuất các hợp chất hoạt tính từ vỏ bưởi, tối ưu hóa hàm lượng phenolics và hoạt tính kháng oxy hóa.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu vỏ bưởi da xanh thu hoạch tại tỉnh Bến Tre (20-25 quả, kích thước đồng đều), mít Thái chín kỹ thuật từ tỉnh Tiền Giang. Các hóa chất và thiết bị phân tích được sử dụng tại Viện Kỹ thuật Công nghệ cao, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành và Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng.

• Phương pháp chiết xuất: Sử dụng ethanol 96º làm dung môi, tỷ lệ vỏ bưởi: dung môi 1:35 (w/v), chiết siêu âm công suất 120W, nhiệt độ 60℃ trong 20 phút. Phương pháp này tối ưu cho hàm lượng tổng phenolics (TPC đạt 11,67 mgGAE/g DW), flavonoid (TFC 12,02 mgQE/g DW) và hoạt tính kháng oxy hóa (DPPH 1,81 mgAA/g DW).

• Chế tạo màng bảo quản: Pectin được hòa tan ở 70℃ trong 24 giờ, phối trộn với glycerol, gelatin và cao chiết vỏ bưởi theo tỷ lệ khảo sát. Hỗn hợp được xử lý siêu âm 30 phút ở 60℃, đổ khuôn và sấy ở 45℃ trong 24 giờ để tạo màng ăn được.

• Đánh giá tính chất màng: Xác định hàm lượng nước, độ hòa tan, độ trương nở, độ bền kéo, độ giãn dài, độ thấm hơi nước, góc tiếp xúc, cấu trúc bề mặt bằng SEM và phổ FTIR. Hoạt tính kháng oxy hóa được đo bằng phương pháp DPPH và ABTS, hoạt tính kháng khuẩn đánh giá qua vòng kháng khuẩn và giảm số lượng vi khuẩn (CFU/mL).

• Ứng dụng bảo quản: Màng pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi được phun lên mít Thái chế biến giảm thiểu, theo dõi các chỉ số chất lượng như giảm khối lượng, thay đổi màu sắc, tổng số vi sinh vật hiếu khí (TAM) và nấm men, nấm mốc (TYM) trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng.

• Phân tích số liệu: Dữ liệu được xử lý bằng phân tích phương sai một chiều (ANOVA) với mức ý nghĩa 5%, sử dụng phần mềm Statgraphics và Microsoft Excel.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc tính nguyên liệu vỏ bưởi da xanh: Vỏ xanh chiếm 21,10% trọng lượng quả, vỏ trắng 27,63%, thịt quả 42,23%. Hàm lượng tổng phenolics (TPC) trong vỏ xanh đạt 13,43 mg/g khối lượng khô, cao hơn thịt quả (6,71 mg/g). Hoạt tính kháng oxy hóa DPPH trong vỏ xanh là 2,46 mg/g DW, thể hiện tiềm năng làm nguyên liệu chiết xuất.

2. Điều kiện chiết xuất tối ưu: Chiết siêu âm ở 60℃, công suất 120W, thời gian 20 phút với ethanol 96º và tỷ lệ 1:35 (w/v) đạt TPC 10,58 mgGAE/g DW, TFC 0,69 mgQE/g DW, hoạt tính DPPH 1,91 mgAA/g DW. So với phương pháp ngâm chiết truyền thống, siêu âm tăng hiệu quả chiết khoảng 20%.

3. Tính chất màng bảo quản: Màng pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi có độ bền kéo trung bình 20 ± 7 MPa, độ giãn dài gần 1%, độ thấm hơi nước giảm 15% so với màng pectin đơn thuần. Hàm lượng polyphenol trong màng đạt 304,20 mg/g, tăng khả năng kháng oxy hóa lên 46,86%. Màng có góc tiếp xúc lớn hơn, giảm khả năng thẩm thấu hơi nước, giúp bảo quản sản phẩm hiệu quả hơn.

4. Hiệu quả bảo quản mít Thái: Màng phun lên mít giảm khối lượng mất nước trung bình 10% sau 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng, so với 18% ở mẫu đối chứng. Màu sắc giữ ổn định hơn với tổng số chênh lệch màu sắc (TCD) giảm 30%. Tổng số vi sinh vật hiếu khí (TAM) và nấm men, nấm mốc (TYM) giảm lần lượt 1,5 log CFU/g và 1,2 log CFU/g so với mẫu không xử lý.

Thảo luận kết quả

Việc sử dụng màng pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi tận dụng hiệu quả nguồn phụ phẩm nông nghiệp, đồng thời phát huy tính năng kháng oxy hóa và kháng khuẩn của phenolics trong vỏ bưởi. Các phương pháp chiết xuất hỗ trợ vật lý như siêu âm và vi sóng giúp tăng hàm lượng hoạt chất, cải thiện tính chất màng bảo quản. Kết quả bảo quản mít Thái cho thấy màng sinh học này có khả năng giảm mất nước, duy trì màu sắc và kiểm soát vi sinh vật hiệu quả, phù hợp với yêu cầu bảo quản nông sản tươi và chế biến giảm thiểu.

So sánh với các nghiên cứu trước đây về màng pectin và các polymer sinh học khác, màng kết hợp cao chiết vỏ bưởi có ưu điểm vượt trội về hoạt tính sinh học và tính cơ lý ổn định. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hàm lượng TPC, TFC và hoạt tính DPPH giữa các phương pháp chiết xuất, cũng như bảng thống kê giảm khối lượng và vi sinh vật trong quá trình bảo quản mít.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng quy trình chiết xuất siêu âm và vi sóng để tối ưu hóa thu hồi phenolics từ vỏ bưởi, nâng cao hiệu quả sản xuất màng bảo quản sinh học trong công nghiệp chế biến nông sản, thực hiện trong vòng 6-12 tháng, do các viện nghiên cứu và doanh nghiệp thực phẩm phối hợp thực hiện.

2. Phát triển sản phẩm màng bảo quản ăn được từ pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi để ứng dụng bảo quản trái cây tươi và các sản phẩm chế biến giảm thiểu, tập trung vào các loại quả có múi và mít Thái, triển khai thử nghiệm quy mô pilot trong 12 tháng.

3. Xây dựng hướng dẫn kỹ thuật phun màng bảo quản cho các cơ sở chế biến và bảo quản nông sản nhằm giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch, nâng cao chất lượng sản phẩm, áp dụng trong 6 tháng tới, do các trung tâm kỹ thuật nông nghiệp và doanh nghiệp thực hiện.

4. Nghiên cứu mở rộng ứng dụng màng bảo quản cho các loại nông sản khác như xoài, chuối, dâu tây nhằm đa dạng hóa sản phẩm và tăng giá trị gia tăng, tiến hành trong 1-2 năm tiếp theo, phối hợp giữa các trường đại học và viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Hóa học, Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp thực nghiệm chi tiết về chiết xuất phenolics và phát triển màng sinh học bảo quản, hỗ trợ phát triển đề tài và luận văn liên quan.

2. Doanh nghiệp chế biến và bảo quản nông sản: Áp dụng quy trình và công nghệ màng bảo quản sinh học để nâng cao chất lượng sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản, giảm tổn thất sau thu hoạch, tăng lợi nhuận.

3. Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp: Tham khảo để xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển công nghệ bảo quản thân thiện môi trường, thúc đẩy sử dụng phụ phẩm nông nghiệp hiệu quả, góp phần phát triển bền vững ngành nông nghiệp.

4. Người tiêu dùng và các tổ chức bảo vệ sức khỏe, môi trường: Hiểu rõ về lợi ích của màng bảo quản sinh học an toàn, không gây hại sức khỏe và thân thiện với môi trường, từ đó lựa chọn sản phẩm phù hợp và thúc đẩy tiêu dùng xanh.

Câu hỏi thường gặp

1. Màng bảo quản từ pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi có an toàn khi ăn không?
   Màng được chế tạo từ pectin tự nhiên và cao chiết vỏ bưởi có nguồn gốc thực vật, không chứa hóa chất độc hại, đã được kiểm tra tính an toàn và có thể ăn trực tiếp cùng sản phẩm bảo quản, phù hợp với tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

2. Phương pháp chiết xuất nào hiệu quả nhất để thu hồi phenolics từ vỏ bưởi?
   Chiết xuất hỗ trợ siêu âm ở 60℃, công suất 120W, thời gian 20 phút với ethanol 96º và tỷ lệ 1:35 (w/v) cho hiệu quả cao nhất về hàm lượng tổng phenolics và hoạt tính kháng oxy hóa, vượt trội so với phương pháp ngâm chiết truyền thống.

3. Màng bảo quản này có thể áp dụng cho những loại nông sản nào?
   Nghiên cứu đã ứng dụng thành công trên mít Thái chế biến giảm thiểu và có tiềm năng mở rộng cho các loại trái cây có múi như bưởi, cam, quýt, cũng như các loại trái cây tươi dễ hư hỏng như xoài, chuối, dâu tây.

4. Tính chất cơ lý của màng bảo quản có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm không?
   Màng có độ bền kéo khoảng 20 MPa và độ giãn dài gần 1%, đủ linh hoạt và bền chắc để bảo vệ sản phẩm, đồng thời giảm thẩm thấu hơi nước giúp hạn chế mất nước và duy trì màu sắc, góp phần nâng cao chất lượng bảo quản.

5. Làm thế nào để triển khai công nghệ màng bảo quản này trong sản xuất thực tế?
   Cần xây dựng quy trình chiết xuất và chế tạo màng quy mô công nghiệp, đào tạo kỹ thuật phun màng cho các cơ sở chế biến, đồng thời phối hợp với các viện nghiên cứu để tối ưu hóa và kiểm soát chất lượng sản phẩm trước khi thương mại hóa.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công quy trình chiết xuất phenolics từ vỏ bưởi da xanh bằng phương pháp siêu âm và vi sóng, đạt hàm lượng hoạt chất cao và hoạt tính kháng oxy hóa hiệu quả.
• Phát triển màng bảo quản ăn được từ pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi với tính chất cơ lý và vật lý phù hợp, có khả năng giảm thẩm thấu hơi nước và tăng cường kháng khuẩn.
• Ứng dụng màng bảo quản trên mít Thái chế biến giảm thiểu giúp kéo dài thời gian bảo quản, giảm mất nước, duy trì màu sắc và kiểm soát vi sinh vật hiệu quả.
• Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao giá trị sử dụng phụ phẩm nông nghiệp, phát triển công nghệ bảo quản thân thiện môi trường và an toàn sức khỏe.
• Đề xuất triển khai ứng dụng công nghệ trong sản xuất thực tế và mở rộng nghiên cứu cho các loại nông sản khác trong thời gian tới.

Hãy tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp bảo quản sinh học để nâng cao chất lượng nông sản và phát triển bền vững ngành nông nghiệp Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Vấn đề kéo dài thời gian bảo quản của trái cây và các sản phẩm chế biến giảm thiểu được quan tâm để kịp thời đáp ứng được thời gian vận chuyển, lưu kho, lưu kệ của sản phẩm mà không ảnh hưởng lớn đến chất lượng, giải quyết đầu ra cho người nông dân. Các biện pháp được đề xuất đến từ dạng bao bì và hóa chất bảo quản gây ảnh hưởng đến lợi ích sức khỏe cũng như gánh nặng môi trường. Màng sinh học được nhắc đến như một dạng hỗ trợ có tiềm năng trong bảo quản trái cây theo hướng an toàn và thân thiện môi trường. Song, nhận thấy sự cần thiết trong việc bảo quản không chỉ ở dạng trái cây nguyên quả mà còn cần lưu ý đến các sản phẩm chế biến giảm thiểu, dạng sản phẩm sử dụng tươi trực tiếp sau khi được mua.

Chính vì thế, nhu cầu về chế phẩm an toàn có thể ăn trực tiếp cùng với sản phẩm chế biến là điểm mới cần được đầu tư quan tâm đúng mức. Xu hướng kết hợp cao chiết giàu phenolics đã và đang được đề cập cùng định hướng hoá học xanh. Có khoảng 110-120 triệu tấn vỏ trái cây nhóm citrus bị loại bỏ mỗi năm, điều này gây lãng phí nguồn nguyên liệu. Riêng vùng đồng bằng sông Cửu Long, sản lượng trái cây và bưởi da xanh tăng mỗi năm cho thấy phụ phẩm vỏ bưởi cần được tận dụng hiệu quả.

Hướng giải quyết được đề xuất tách chiết nhóm phenolics từ vỏ của bưởi da xanh bằng cách sử dụng phương pháp chiết phù hợp kết hợp với màng sinh học từ pectin và ứng dụng bảo quản mít Thái chế biến giảm thiểu. Thành công của đề tài “Nghiên cứu phát triển màng bảo quản từ pectin kết hợp dịch chiết vỏ bưởi da xanh (Citrus maxima burm.)” không chỉ cung cấp phương pháp chiết tách vỏ bưởi phù hợp mà còn xây dựng được một quy trình tạo màng có khả năng bảo quản nông sản. Ngoài ra, cùng với sự phát triển các phương pháp chế tạo màng bảo quản, tính mới trong đề tài hướng đến là khả năng ăn được và hạn chế tối thiểu các ảnh hưởng tiêu cực về cảm quan cho trái cây cũng như các sản phẩm đã chế biến từ nguyên liệu này mà điển hình là ảnh hưởng của màng pectin kết hợp cao chiết vỏ bưởi da xanh lên khả năng bảo quản mít Thái chế biến giảm thiểu. BẢO QUẢN NÔNG SẢN SAU THU HOẠCH 1.

Tác nhân ảnh hưởng đến chất lượng nông sản sau thu hoạch 1. Nhiệt độ Nhiệt độ được xem là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến thời gian bảo quản của rau quả tươi và cần được điều kiển trong suốt quá trình xử lý, tồn trữ, thương mại tại các kênh phân phối. Tốc độ hô hấp của trái cây và rau quả tăng lên 2-3 lần khi nhiệt độ tăng 10°C trong khoảng nhiệt độ 4-30°C [1]. Nhiệt độ không khí thấp giúp làm giảm quá trình sản sinh ethylene và quá trình trao đổi chất, từ đó giúp trái cây lâu chín hơn.

Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật gây bệnh. Một số loại nấm gây rối loạn cho trái cây không thể sinh trưởng ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra, tốc độ phản ứng do enzyme và hô hấp tỷ lệ thuận với nhiệt độ, điều này nhận thấy rõ ràng trong một số loại rau quả có hô hấp đột phát. Tuy nhiên, quá trình làm lạnh không phù hợp cho một vài loại nguyên liệu dễ bị tổn thương lạnh [2].

Thành phần chất khí Thành phần không khí chứa tỷ lệ O2, CO2 và C2H4 tác động trực tiếp đến sự hô hấp và thời gian bảo quản nông sản. Thông thường nồng độ O2 thấp làm giảm tốc độ hô hấp nhưng lại thúc đẩy các quá trình hô hấp yếm khí sinh ra màu và mùi không mong muốn nhưng yếu tố này có thể được ngăn ngừa, nồng độ O2 cao hơn 8% làm tăng quá trình sản sinh ethylene và ngược lại đối với CO2 cao hơn 10% [3]. Mặt khác, tỷ lệ CO2 cao có thể ức chế vi khuẩn hiếu khí nhưng gây bất lợi cho rau củ khi vượt ngưỡng giới hạn, biểu hiện của tổn thương do nồng độ khí CO2 cao như xuất hiện các vết nâu ở rau nhiếp, màu vàng của nấm rơm [4]. Tuy nhiên, trong không khí cần có tối thiểu là 1 đến 3% khí O2 để tránh hiện tượng chuyển từ hô hấp hiếu khí sang kỵ khí của trái cây.

Trong điều kiện kỵ khí, chu trình Krebs sẽ bị thay thế bằng quá trình phân hủy glucose và acid pyruvic bị decarboxylate để tạo thành acetaldehyde, CO2 và ethanol gây ra các vị lạ cho trái cây. Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối kiểm soát quá trình thoát hơi nước ở trái cây. Sự thoát hơi nước là quá trình nước di chuyển từ tế bào quả ra môi trường không khí xung quanh từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Độ ẩm môi trường càng thấp, cường độ hô hấp và tốc độ bay hơi nước của rau quả sẽ càng cao làm giảm khối lượng tự nhiên đáng kể.

Ngoài ra, độ ẩm môi trường tác động lên sự phát triển của sâu bệnh, một số rối loạn sinh lý và sự chín đồng đều của quả. Do đó, để hạn chế các biến đổi không mong muốn, cần lựa chọn và tạo môi trường độ ẩm thích hợp để tránh bị mất nước, giảm trọng lượng và khô của rau quả (85-95%) [2]. Phương pháp bảo quản 1. Phương pháp vật lý a.

Phương pháp bảo quản lạnh Quá trình làm lạnh đòi hỏi sự truyền nhiệt từ nông sản đến môi chất làm mát. Các quá trình truyền nhiệt bao gồm dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt và bay hơi. Các quá trình này nhằm giữ nông sản ở nhiệt độ an toàn thấp nhất (phụ thuộc từng loài cây) để giảm cường độ hô hấp của tế bào, giảm độ nhạy với khí ethylen và giảm sự mất nước. Nếu nguồn điện luôn sẵn sàng để cung cấp thì hệ thống làm lạnh cơ khí sẽ cung cấp nguồn lạnh tốt nhất [5].

Các phương pháp làm lạnh thông thường bao gồm: - Làm lạnh kiểu phòng: phương pháp làm mát tương đối rẻ, tốc độ chậm. Sản phẩm được đưa vào trong phòng lạnh, không khí lạnh được lưu thông giữa các thùng, các tải, các khối hàng. Phương pháp này phù hợp nhất đối với các loại hàng ít thối hỏng, như khoai tây, hành tây, táo, khoai lang, và quả có múi, vì các hàng nông sản dễ hư hỏng hơn sẽ giảm giá trị nhanh chóng trước khi được làm mát thích hợp. Nhiệt độ tồn trữ từ 10-13℃ phù hợp cho nông sản ít chịu tổn thương lạnh.

Việc thiết kế và sắp xếp phòng lạnh khá đơn giản và không đòi hỏi nhiều thiết bị đặc biệt. - Làm lạnh bằng không khí cưỡng bức: là đưa không khí đi qua các thùng chứa sản phẩm nhờ quạt hoặc thiết bị đối lưu, tốc độ làm mát sản phẩm rất lớn. - Làm mát bằng chất bay hơi: thông thường chất bay hơi được sử dụng trong phương pháp này là dung dịch nước. Lúc này nước sẽ được thấm ướt trên một 7 vật liệu xơ có khả năng giữ ẩm cao nhưng vẫn đảm bảo độ thoáng khí, không khí được quạt đối lưu đưa qua vật liệu đã được thấm ướt, không khí đi qua nước sẽ được làm mát, nhờ vậy không khí trong kho lưu trữ sẽ giảm đáng kế so với môi trường ngoài.

Phương pháp bảo quản lạnh CAS (Cells Alive System) hoạt động với nguyên lý đi ngược lại lò vi sóng. Bên trong tủ đá lạnh, vật thể đang đông lạnh bị khóa bằng từ trường mạnh. Vùng từ tường này giữ các phân tử nước trong thực phẩm ở quanh trạng thái lỏng ngay cả khi nhiệt độ của chúng giảm xuống. Khi vùng từ trường bị tắt, vật thể bị đông cứng ngay lập tức, không có thời gian để hình thành tinh thể.

Những tinh thể băng này thường làm tổn thương thành tế bào hữu cơ, làm giảm cấu trúc và hương vị của thực phẩm. Sử dụng bao bì - Bao bì thông thường: vật liệu bao gói được sản xuất từ plastic, nhôm, nhựa,… có khả năng ngăn cản một phần các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nông sản. Ngoài ra, bao bì còn đóng góp một phần trong che đậy khuyết điểm của sản phẩm, mang thông tin và kích thích thị hiếu và các vấn đề trong ổn định vị trí sản phẩm - Bao bì hút chân không (VP) (Vacuum Packaging) được hiểu đơn giản là tạo môi trường bao gói với áp suất chân không, tại đây ức chế các quá trình sinh trưởng thông thường. - Bao bì đóng gói điều chỉnh kí quyển MAP (Modified Atmosphere Packaging) là thiết lập không khí bằng cách cân chỉnh tỷ lệ khí O2, CO2, N2 phù hợp với tốc độ hô hấp của nguyên liệu nhưng vẫn đảm bảo độ an toàn bởi các nguyên nhân khác 1.

Phương pháp chiếu xạ Trong đó thực phẩm tiếp xúc trực tiếp với lượng ion hoá sự bức xạ. Nghiên cứu và ứng dụng thực tế trong nhiều thập kỷ đã chỉ ra rằng chiếu xạ có thể làm chậm sự hư hỏng thực phẩm và giảm sự xâm nhập của côn trùng hoặc ô nhiễm bởi các sinh vật khác. Những phương pháp vật lý chủ yếu được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm tương đối, để đưa nông sản vào khoảng nhiệt độ và độ ẩm mà nông sản sẽ giảm được nhịp hô hấp của tế bào giúp quá trình oxi hóa chậm lại. Một số phương pháp sẽ có tác dụng lên cả vi sinh vật và côn trùng, giúp hạn chế 8 việc phát sinh bệnh hoặc nấm mốc gây thối hỏng.

Trước đây, phơi nắng được xem như một dạng chiếu xạ theo kiểu truyền thống để phá vỡ sinh trưởng của vi sinh vật, tuy nhiên điều này ảnh hưởng khá lớn đến chất lượng thực phẩm bởi khó kiểm soát thông số và biến động của điều kiện khí hậu. Phương pháp hóa học a. Dung dịch Hypoclorit Phương pháp nhúng rửa rau củ qua dung dịch hypoclorit nồng độ 25-70ppm được sử dụng nhằm mục địch kiểm soát vi khuẩn, nấm men và nấm mốc. Muối bicacbonat Sử dụng muối bicacbonat để phòng ngừa thối hỏng sau thu hoạch đã được sử dụng trên ớt tưới, cà chua, carot và các quả có múi.

Giá thành rẻ và an toàn nên được xem là phương pháp dễ thực hiện và chiếm phần lớn lựa chọn. Sulfur Sulfur dioxit: SO2 được sử dụng như chất tẩy uế, khử trùng (với khả năng chịu đựng thuốc tồn dư là 10 ppm) trên nho để kiểm soát nấm Botrytis, Rhizopus và Aspergillus. Cần tính toán lượng sử dụng SO2 phù hợp với quá trình xử lý phần dư.