Tiểu luận Tổng quan tìm hiểu các loại màng và phương pháp bảo quản lương thực rau quả

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN SINH HỌC _ THỰC PHẨM. TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN VÀ SẢN XUẤT NÔNG SẢN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÁC LOẠI MÀNG & PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN LƯƠNG THỰC RAU QUẢ GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG NGUYỄN THỊ HOÀNG YẾN LỚP :DHTP4 NHÓM: 38 03/ 2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM -----ھ oOo ھ----- TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NÔNG SẢN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÁC LOẠI MÀNG VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN LƯƠNG THỰC, RAU QUẢ DANH SÁCH SINH VIÊN THAM GIA STT HỌ VÀ TÊN MSSV Phân công công việc 1 Hoàng Như Anh 08232721 Lập dàn bài, mở đầu, kết luận, phần III, tổng hợp 2 Võ Thị Hồng Phương 08240411 Phần IV, tổng hợp 3 Lê Thị Phượng 08105781 Phần I +II, tổng hợp Mở đầu 1/ Tình hình chung về bảo quản nông sản Lương thực và thực phẩm là vấn đề quan trọng số một của loài người. Do đó tìm cách nâng cao sản lượng cây trồng và sản xuất ra nhiều thực phẩm là yêu cầu vô cùng cấp bách. Trong rau hàm lượng nước chiếm 85% đến 95%, chỉ có từ 5% đến 15% là chất khô, nên rau là đối tượng rất dễ bị hỏng, dập nát khi thu hái, vận chuyển và bảo quản. Ở các loại hạt lương thực do thành phần dinh dưỡng khá cao là môi trường hấp dẫn cho các loại vi sinh vật và sâu bọ, côn trùng phát triển. Theo tài liệu của các nước có trình độ bảo quản tiên tiến như Mỹ, Nhật ... thì số lương thực tổn thất trong khâu bảo quản hàng năm không dưới 5%. Ở các nước nhiệt đới số lương thực tổn thất trong bảo quản lên tới 10%.Ở nước ta sự thiệt hại gây ra trong quá trình bảo quản cũng là một con số đáng kể. Tính trung bình đối với các loại hạt, tổn thất sau thu hoạch là 10%, đối với cây có củ là 10 - 20%, riêng rau quả, tổn thất trung bình hàng năm từ 10 - 30%.Vì vậy phải có biện pháp tổng hợp kết hợp giữa các khâu trước thu hoạch và sau thu hoạch, thu hái, vận chuyển và phân phối lưu thông để giảm tổn thất, nâng cao chất lượng và tăng thêm thu nhập cho người sản xuất. Có thể nói, bảo quản lương thực và thực phẩm là một ngành kỹ thuật rất quan trọng, nó có ý nghĩa lớn về mặt kinh tế. Nó giúp cho người làm công tác kỹ thuật biết cách tổ chức để giảm tổn thất trong quá trình bảo quản . Bảo quản tốt lương thực và thực phẩm sẽ đề phòng được nạn đói do thiên tai, địch họa gây ra, sẽ nâng cao được mức sản xuất, mức sinh hoạt . 2/ Mục đích nghiên cứu đề tài Qua những hiểu biết sơ bộ về tầm quan trọng của việc bảo quản nông sản trước và sau thu hoạch, mục đích của nhóm khi thực hiện đề tài này là tìm hiểu về những thay đổi cơ bản của nông sản, những tác nhân gây ra sự hư hỏng của nông sản trong bảo quản... Từ đó tìm hiểu các phương pháp tốt nhất để bảo quản nông sản, đặc biệt là những phương pháp không gây tác động xấu đến người tiêu dùng cũng như môi trường xung quanh. 3/ Phạm vi nghiên cứu Tìm hiểu về các biến đổi sinh lý, sinh hóa gây hư hỏng nông sản khi bảo quản Tìm hiểu các tác nhân vật lý, hóa học, sinh học tác động xấu đến nông sản khi bảo quản Tìm hiểu về các biện pháp bảo quản nông sản, đặc biệt là việc áp dụng các loại màng trong bảo quản. 4/ Phương pháp nghiên cứu: Tham khảo các giáo trình, sách nghiên cứu về nông sản. Tham khảo tài liệu viết về cách thức bảo quản nông sản, đặc biệt, tài liệu viết về các loại màng bao được dùng trong bảo quản nông sản trong thời gian gần đây. Tham khảo những báo cáo, thống kê về hiệu quả bảo quản nông sản bằng các phương pháp khác nhau. NỘI DUNG I/ KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN 1/ Khái niệm về tổn thất nông sản: Tổn thất nông sản là những sự thay đổi làm giảm giá trị của chúng đối với con người. Tổn thất nông sản có thể xảy ra trong quá trình thu hoạch, vận chuyển bảo quản…bao gồm tổn thất về mặt số lượng, khối lượng hay chất lượng. Ở nước ta, tổn thất sau thu hoạch với các sản phẩm hạt là 10%, củ là 10 – 20%, rau quả là 15 – 30%. Nguyên nhân chính gây ra tổn thất nông sản bao gồm các yếu tố nội tại như: các biến đổi sinh lý, sinh hóa của nông sản. Hay các yếu tố bên ngoài như: các tác động cơ học, những sinh vật gây hại, ánh sáng, độ ẩm , nhiệt độ… 2/ Khái niệm về bảo quản nông sản Bảo quản thực phẩm là quá trình nghiên cứu và vận dụng những cách làm chậm hay làm ngừng lại sự hư hỏng để ngăn ngừa ngộ độc thực phẩm trong việc duy trì giá trị dinh dưỡng, cấu trúc và hương vị thực phẩm. Nguyên lý: Bảo quản thường liên quan đến việc tiêu diệt hay ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn, nấm và các sinh vật khác, cũng như làm chậm lại quá trình oxi hóa của chất béo nguyên nhân gây ra mùi ôi. Ức chế hoạt động hay làm mất hoạt tính của các enzyme gây hư hỏng thực phẩm. Nó cũng bao gồm quá trình kìm hãm sự chín tự nhiên và khử màu có thể xảy ra trong suốt quá trình bảo quản. II/ BIẾN ĐỔI CỦA LƯƠNG THỰC 1/ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản lương thực. 1.1/ Những hoạt động sinh lý của lương thực 1.1.1/ Quá trình hô hấp của hạt Hô hấp là quá trình sinh lý quan trọng và chủ yếu trong hoạt động sống của các loại củ và hạt. Trong quá trình hô hấp các chất dinh dưỡng (chủ yếu là tinh bột đối với lương thực có nhiều tinh bột như lúa và ngô, loại hạt giàu chất béo như lạc, vừng, đậu tương… thì tiêu hao chất béo là chính) trong hạt và củ bị oxi hóa, phân hủy thành CO2 và H2O, sinh ra năng lượng cung cấp cho các tế bào trong hạt duy trì sự sống, phần lớn năng lượng còn lại thoát ra môi trường xung quanh. Khi chưa tách khỏi cây, hạt hay củ vẫn hô hấp, tiêu hao chất dinh dưỡng, nhưng do quá trình tổng hợp lớn hơn tiêu tốn, do đó chất dinh dưỡng trong hạt và củ vẫn tăng dần. ngược lại, khi hạt và củ đã già, tách khỏi cây thì tốn chất dinh dưỡng do hô hấp không được bù đắp nữa nen trong bảo quản khối lượng chất khô chỉ có giảm đi. Khác với động vật, thực vật hô hấp cả ở điều kiện hiếu khí và yếm khí. Nó được đặc trung bởi hai quá trình hô hấp trong môi trường có đầy đủ oxi (21% trong thành phần không khí) và không có oxi. Loại 1: có đủ oxi, hiếu khí. PTTQ là: Loại 2: thiếu oxi (không có oxi), yếm khí . PTTQ là: Nhiệt sinh ra trong quá trình hô hấp yếm khí nhỏ hơn trong hô hấp hiếu khí. Phân hủy 1 phân tử gam glucose tỏa ra 28 Kcal, đồng thời sinh ra 44,8 lít khí CO2 và 92gam rượu etylic. Ngoài ra lượng nhiệt này còn phụ thuộc độ ẩm, thành phần các chất. Nguyên nhân của quá trình hô hấp là do hoạt động của hệ men mà chủ yếu là nhóm men oxi hóa khử: dehydraza có sẵn trong hạt và củ. Dehydraza tách hydro ra khỏi hợp chất hữu cơ rồi oxidaza oxi hóa tiếp sản phẩm đó. Tác hại của quá trình hô hấp: Tổn hao chất khô. Sinh ra nước làm ẩm sản phẩm. tạo điều kiện cho vi sinh vật và côn trùng phát triển. Sinh nhiệt làm nhiệt độ khối hạt tăng lên, tích tụ dần dần dẫn đến bốc nóng khối hạt (bởi năng lượng được tạo ra chỉ một phần nhỏ hạt hấp thụ cho sự sống, còn lại thải ra môi trường). Làm thay đổi thành phần không khí của khối hạt. cả hô hấp hiếu khí hay yếm khí đều sinh CO2 , nó tích tự càng nhiều, dần dần hô hấp hiếu khí chuyển sang hô hấp yếm khí và hô hấp yếm khí ngoài CO2 còn sinh ra rượu. Rượu đầu độc phôi làm mất khả năng nảy mầm của hạt cũng như củ. Thực chất trong bảo quản lô hạt và củ không phải chỉ có dạng hô hấp hiếu khí hay yếm khí mà đồng thời có cả hai dạng, vì vậy biểu thị dạng hô hấp người ta dung hệ số hô hấp K hoặc cường độ hô hấp I: Hệ số hô hấp K () là tỷ số hô hấp của số lượng phân tử hay thể tích khí CO2 thoát ra với số lượng phân tử hay thể tích O2 tiêu tốn trong cùng thời gian của quá trình hô hấp.Trong trường hợp hô hấp hiếu khí thì K = 1. Nếu K > 1 nghĩa là lượng CO2 thoát ra nhiều hơn lượng O2 tiêu tốn, do ngoài hô hấp hiếu khí còn quá trình hô hấp yếm khí. Khi K < 1 rõ ràng lượng O2 mất đi nhiều hơn và CO2 thoát ra ít. Như vậy ngoài quá trình hô hấp còn có các quá trình khác. Cường độ hô hấp nói lên khả năng hô hấp của khối hạt trong một đơn vị thời gian. Nó được tính bằng số miligam khí CO2 thải ra trong 24h do 100g hay 1000g chất khô của hạt hay củ hô hấp. Hay lượng O2 tiêu tốn trong 24h do 100g hay 1000g chất khô của hạt hay củ hô hấp. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hô hấp: Độ ẩm: Trong một giới hạn nhất định khi độ ẩm sản phẩm tăng lên thì cường độ hô hấp của sản phẩm tăng lên. Đặc biệt khi độ ẩm vượt quá mức cân bằng giới hạn thì cường độ hô hấp tăng rất mạnh. Ví dụ: Đối với hạt khố khi độ ẩm tăng lên 30% mà bảo quản ở nhiệt độ 30-35oC và thoáng thì hô hấp mạnh, lượng chất khô tổn hao sau 24h có thể lên tới 0,1-0,2%. Sở dĩ khi độ ẩm sản phẩm tăng lên thì cường độ hô hấp tăng là vì lúc đó lượng nước trong sản phẩm không ở trạng thái liên kết mà ở dạng nước tự do có thể dễ dàng dịch chuyển từ tế bào này đến tế bào khác, tham gia các phản ứng trao đổi chất, tăng hoạt động của men, quá trình thủy phân các chất trong tế bào tăng lênvà chính lúc lượng nước tự do trong tế bào tăng lên làm cho độ ẩm của nó vượt quá mức cân bằng giới hạn. Do thành phần của các hạt nông sản khác nhau nên độ ẩm cân bằng giói hạn của chúng cũng khác nhau (độ ẩm giới hạn còn gọi là độ ẩm an toàn). Độ ẩm an toàn của một số loại hạt: Loại hạt Độ ẩm an toàn (%) Các loại đậu 15-16 Các loại mì 14.5-15.5 Ngô, cao lương 12.5-14 Lúa nước 12-13 Với mỗi loại sản phẩm khác nhau, khi bảo quản muốn giữ được lâu phải đảm bảo cho độ ẩm ở mức độ an toàn. Nếu vượt quá độ ẩm an toàn sẽ khó bảo quản. Nhiệt độ: Ở một giới hạn nhiệt độ thích hợp của mỗi loại sản phẩm khác nhau, khi nhiệt độ tăng thì cường độ hô hấp tăng hướng nếu vượt quá mức giới hạn đó thì cường độ hô hấp lại giảm xuống. Sở dĩ như vậy vì phần lớn các quá trình sinh lý của sản phẩm xảy ra trong bảo quản là nhờ tác dụng của các loại men trong đó, các men này phụ thuộc vào nhiệt độ. Mỗi loại men đều thích ứng với nhiệt độ nhất định. Khi nhiệt độ tăng lên thích nghi với điều kiện hoạt động của men thì cường độ hô hấp phát triển cao độ. Nếu vượt quá giới hạn tối thích thì hoạt tính của men giảm đi hoặc mất hẳn và cường độ hô hấp giảm xuống. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cường độ hô hấp của hạt: Nhiệt độ của khối hạt(oC) Cường độ hô hấp (mgCO2/100g/24h) Nhiệt độ của khối hạt(oC) Cường độ hô hấp (mgCO2/100g/24h) 4 25 35 45 0.2 0.4 1.3 6.6 55 65 75 31.7 15.7 10.3 Mức độ thoáng của không khí: Mức độ thoáng của không khí là hàm lượng O2 và CO2 có trong không khí. Nó có ảnh hưởng tới cường độ hô hấp và mức độ thay đổi phương thức hố hấp của sản phẩm.Nếu mức độ thoáng cao, khối sản phẩm hô hấp hiếu khí và ngược lại mức độ thoáng thấp thì sản phẩm sẽ hô hấp yếm khí. Lượng oxi nhiều hay ít cũng ảnh hưởng rất lớn tới hô hấp của sản phẩm. Lượng CO2 trong kho cũng ảnh hưởng rất lớn đến hô hấp. CO2 là chất điều hòa các quá trình trao đổi chất, nó ảnh hưởng đến hệ thống men oxi hóa khử nhất là men oxi hóa. Khi tăng nồng độ CO2 trong không khí và hạ thấp lượng O2 thì cường độ hô hấp sẽ giảm xuống. nếu cường độ CO2 trong không khí lớn thì sự hút O2 và nhả CO2 của sản phẩm sẻ bị đình trị. Nhưng cũng còn tùy từng loại sản phẩm. Trong không thông gió, lượng CO2 tích tụ nhiều, lượng O2 bớt đi. Hiện tượng này thấy rõ khi khối hạt bảo quản có đày đủ không khí, cường độ hô hấp sẽ thấp hơn khi bảo quản kín, hạt phải hô hấp yếm khí. Đặc biệt ngay trong trường hợp độ ẩm cao thì cường độ hô hấp càng lớn. Thành phần và chất lượng sản phẩm: Trạng thái sinh lý của sản phẩm có ảnh hưởng tới cường độ hô hấp như tính chất thực vật, độ hoàn thiện của hạt, quá trình chín sau khi thu hoạch. Trong cùng một loại sản phẩm, ở các bộ phận khác nhau cường độ hô hấp khác nhau. Đối với hạt thì phôi là bộ phận hô hấp cao nhất vì hàm lượng nước trong phôi cao nhất và hoạt động sinh lý mạnh hơn. Trong cùng một điều kiện bảo quản như nhau, các loại sản phẩm khác nhau thì cường độ hô hấp cũng khác nhau. Côn trùng và vi sinh vật trong kho: Khi bảo quản sản phẩm nếu để côn trùng và vi sinh vật phát triển sẽ làm tăng cường độ hô hấp của hạt vì côn trùng và vi sinh vật là những cơ thể sống nên hoạt động hô hấp của chúng tương đối lớn. Ảnh hưởng của số lượng nấm mốc tới cường độ hô hấp của lúa mì: Số lượng khuẩn lạc nấm mốc trên 1g chất khô Cường độ hô hấp (mgCO2/100g/24h) 5.500 2,3 10.166 100,5 5.310.00 461,2 6.710.000 1512,8 65.000.000 2539.4 95.000.000 3394.7 Ảnh hưởng của việc xông thuốc hóa học: Việc xử lý các loại thuốc hóa học xông vào nông sản khi bảo quản, không những có tác dụng tiêu diệt côn trùng, vi sinh vật mà còn khống chế được các quá trình sinh lý xảy ra trong khối hạt và làm giảm cường độ hô hấp của nó. 1.1.2/ Độ chín của sản phẩm và quá trình chín tiếp sau thu hoạch 1.1.2.1/ Độ chín thu hoạch: Là độ chín ở thời kỳ trước khi chín thực dụng mà có thể thu hoạch được, lúc này thường chưa chín hoàn toàn, vật đã tích lũy đầy đủ.Độ chín thu hoạch thường thay đổi theo điều kiện vận chuyển và bảo quản. Thời gian vận chuyển và bảo quản càng dài thì độ chín thu hoạch càng xanh. 1.1.2.2/ Độ chín sinh lý: Là hạt đã chín thuần thục hoàn toàn về phương diện sinh lý như hạt bắt đầu rời khỏi thịt. Những hạt đã qua độ chín sinh lý, nếu đủ điều kiện thích nghi như nhiệt độ, độ ẩm nó sẽ nảy mầm. Hạt đã khô, quá trình tích lũy vật chất đạt tới mức độ cao nhất. 1.1.2.3/ Độ chín chế biến: Tùy theo yêu cầu của mặt hàng chế biến với các quá trình khác nhau mà có thể có các yêu cầu về độ chin khác nhau đối với từng loại hạt. Độ chín của mỗi loại nông sản thích hợp với một quy trình chế biến nào đó thì người ta gọi là độ chín chế biến. 1.1.2.4/ Quá trình chín sau thu hoạch: Hạt giống sau khi thu hoạch về quá trình chín sinh lý, sinh hóa vẫn tiếp tục xảy ra, hạt vẫn tiếp tục chín. Quá trình đó gọi là quá trình chín tiếp hay quá trình chín sau. Trong thực tế sản xuất, ta không thể hái đúng thời kỳ chín thực dụng hay chín sinh lý mà thường hái trước cho nên phải có quá trình chín sau mới sử dụng được. vì vậy quá trình chín sau là quá trình tự nhiên do men nội tại của bản than hạt giống tiên hành. Hạt muốn nảy mầm được phải cần có thời gian chín sau để hoàn thành nốt các quá trình chín sinh lý và các quá trình biến đổi sinh hóa cần thiết. Sự chín sau của hạt là một trong những nguyên nhân làm cho hạt ngủ nghỉ, nhưng không phải sự ngủ nghỉ nhất thiết là do sự chín sau của hạt. các hạt có giai đoạn chín sau dài thường làm cho tỷ lệ nảy mầm của lô hạt thấp và sức nảy mầm không đều nhau. Thời kỳ chín sau ngắn thì thường bị nảy mầm ngay ngoài đồng và trong khi bảo quản bị ẩm ướt, do đó gây nên tổn thất đáng kể. hạt thông qua giai đoạn chín sau thì phẩm chất có tăng lên, bảo quản có nhiều thuận lợi. Trong quá trình chín sau do tác dụng của men nội tại nên xảy ra hàng loạt những biến đổi sinh hóa. Trong quá trình này hô hấp nghiêng về phía yếm khí, quá trình thủy phân tăng lên, tinh bột và protopectin bị thủy phân, lượng axit và chất chát đều giảm xuống, protein tăng lên. Hàm lượng tinh bột và đường của ngô phụ thuộc phương thức bảo quản: Phương thức bảo quản Hàm lượng tinh bột (%) Lượng đường (mg/g hạt) Hạt chín hoàn toàn, tách khỏi bắp 70.61 22.8 Bảo quản hạt còn trên bắp sau 28 ngày 71.87 23.0 Bảo quản hạt còn trên bắp không tách khỏi cây sau 28 ngày 72.37 22.6 1.1.3/ Hiện tượng ngủ nghỉ của hạt 1.1.3.1/ Khái niệm: Tất cả những hạt có sức sống mà ở trạng thái đứng yên không nảy mầm gọi là hạt nghỉ. Sự nghỉ của hạt có hai loại: Loại thứ nhất do bản thân hạt chưa hoàn thành giai đoạn chín sinh lý, mặc dầu trong điều kiện thích hợp, hạt vẫn không nãy mầm. Loại này gọi là sự nghỉ sâu hay nghỉ tự phát. Loại thứ hai là những hạt giống đã có năng lực nảy mầm nhưng do điều kiện ngoại cảnh không thích nghi, hạt giống vẫn ở trạng thái đứng yên, trường hợp đó gọi là nghỉ cưỡng bức. Hiện tượng nghỉ của hạt là một hình thức bảo tồn nòi giống của cây giống, là hình thức chống đỡ với điều kiện ngoại cảnh. Trong thực tế sản xuất, sự nghỉ của hạt có khi biểu hiện có lợi, nhưng cũng có khi biểu hiện mặt có hại. Hạt nghỉ sẽ tránh được những điều kiện bất lợi của ngoại cảnh và giảm bớt được tổn thất trong quá trình bảo quản nhưng lại giảm thấp tỷ lệ lợi dụng hạt nếu như tỷ lệ nảy mầm của hạt quá thấp do sự nghỉ. Mặt khác hạt đang trong giai đoạn nghỉ sẽ ảnh hưởng đến kết quả kiểm nghiệm, ảnh hưởng đến việc diệt trừ cỏ dại khó khan nếu lô hạt có lẫn cỏ dại. Hạt nghỉ là kết quả của sự chọn lọc tự nhiên, là tính thích ứng với điều kiện ngoại cảnh bất lợi mà đã trở thành tính di truyền cố định của cây trồng. 1.1.3.2/Nguyên nhân hạt nghỉ: Hạt giống của những loại cây trồng khác nhau có thời kỳ nghỉ khác nhau. Có rất nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến sự nghỉ của hạt: Phôi hạt chưa chín già: hạt tuy đã rời khỏi cây nhưng phôi của hạt vẫn chưa chín, hoặc có phôi nhưng tổ chức của phôi phân hóa chưa hoàn thành. Hạt chưa hoàn thành giai đoạn chín sau: hạt đã chín, phôi đã phát triển đầy đủ nhưng vật chất tích lũy trong hạt chưa đủ cần thiết cho phôi đồng hóa, các dạng men trong hạt ở trạng thái không hoạt động. Ảnh hưởng của trạng thái vỏ hạt: vỏ hạt luôn luôn gây trở ngại cho quá trình nảy mầm của hạt chủ yếu ở các quá trình sau: Tính không thấm nước của vỏ hạt. Tính không hút khí của vỏ hạt: có hạt giống tuy là vỏ có thể hút nước nhưng do nước ở trong vỏ cao, hình thành một tầng màng khiến cho các thể khí khó qua lớp màng đó. Cũng do thủy phân cao, hạt hô hấp mạnh, thiếu dưỡng khí, thừa CO2 không thải ra được đã ức chế quá trình trao đổi khí, từ đó sinh trưởng phôi bị trở ngại. Tác dụng cơ giới bắt buộc với vỏ hạt: có hạt giống tính hút nước, hút khí mạnh nhưng vỏ hạt bị rang buộc bởi một lực cơ giới khiến cho phôi không thể vươn lên được , hạt giống sống lâu trong trạng thái bão hòa, đợi đến khi vỏ hạt được khô sau khi treo ở vách tế bào phát sinh những thay đổi mới có thể nảy mầm được. Tồn tại những vật chất ức chế: một số vỏ quả, hạt cây trồng, phôi hoặc phôi nhũ thường tồn tại một số chất ức chế nảy mầm như ure, dầu thơm, axit không bão hòa, kiềm thực vật…Phần lớn các chất ức chế này dều tan trong nước (rất ít loại không tan trong nước). ngâm hạt giống trước khi gieo, phần nào cũng làm giảm chất ức chế khiến cho hạt dễ nảy mầm. Ảnh hưởng của những điều kiện không thích nghi: có một số hạt vốn đã qua giai đoạn nghỉ nhưng nếu không tạo điều kiện thuận lợi cho chúng nảy mầm thì chúng sẽ trở lại: hoặc có những hạt đã phá vỡ trạng thái nghỉ, nhưng sau đó chúng lại bị ảnh hưởng của điều kiện bất lợi tác động vào khiến chúng lạu bước vào thời kỳ nghỉ_đó là hiện tượng nghỉ lần hai hay nghỉ ở lại. 1.1.4/ Hiện tượng nảy mầm của hạt trong bảo quản: Quá trình nảy mầm của hạt trong thời gian bảo quản là quá trình phân giải của chất hữu cơ tích lũy trong hạt. trong hạt có chứa tất cả các chất cần thiết cho quá trình nảy mầm, trong điều kiện thuận lợi tất cả những chất đó tạo cơ sở bước đầu cho các quá trình tổng hợp mới, quá trình hình thành mầm, bởi vì trong giai đoạn bảo quản tốt hạt không thể nảy mầm mà chỉ trong những điều kiện nhất định nào đó hạt mới có thể nảy mầm được. Hạt có hể nảy mầm trước hết là những hạt đã qua giai đoạn chín sinh lý và qua thời kỳ nghỉ, hạt còn mới chưa mất khả năng nảy mầm. Mặt khác, hạt phải có trọng lượng và thể tích nhất định đó là những yếu tố nội tại của bản thân hạt, nó thay đổi tùy theo những loại giống khác nhau. Những yếu tố ngoại cảnh có ảnh hưởng rất lớn đến sự nảy mầm của hạt. trong quá trình bảo quản hạt có bị nảy mẩm hay không, hoàn toàn phụ thuộc vào những yếu tố môi trường. Trước hết hạt muốn nảy mầm được, hạt phải hút nước vào và trương lên. Lượng nước tối thiểu hút vào nhiều hay ít tùy theo giống. Vai trò của nước lúc này là khi có mặt của nước, sẽ xảy ra hiện tượng thủy phân các chất dự trữ và tổng hợp các chất mới. Nước là môi trường cần thiết đối với việc xuất hiện hoạt tính của các loại men trong hạt. Những loại hạt có dầu hút ít nước hơn những hạt có nhiều protein và gluxit. Khi hạt hút một lượng nước vượt quá lượng nước tối thiểu thì hạt có thể nảy mầm. Nhiệt độ cũng là yếu tố có tác dụng mạnh đến sự nảy mầm. Nhiệt độ thích hợp để hạt nảy mầm là 20-35oC. Tuy nhiên ở nhiệt độ thấp hơn (5-10oC) hoặc cao hơn (40-50oC) hạt vẫn có thể nảy mầm được. Lượng oxi trong môi trường cũng ảnh hưởng quyết dịnh đến vận tốc nảy mầm. Nếu hạt bảo quản trong điều kiện yếm khí khó nảy mầm hơn. Quá trình nảy mầm là quá trình hòa tan các vật chất phức tạp, khó tiêu biến thành các chất đơn giản để dung vào cung cấp nhiệt lượng cho quá trình cơ giới của mầm và cung cấp cho sự hợp thành các tế bào mầm non. Khi nảy mầm, các chất khô trong hạt bị phân giải. Protein biến thành axit amin, tinh bột biến thành đường, chất béo biến thành glyxerin và axit béo. Do đó quá trình này hạt cần phải có nhiều oxi để hô hấp mạnh. Do quá trình nảy mầm trong thời gian bảo quản làm phẩm chất hạt giảm một cách đáng kể, xuất hiện một số mùi vị khó chịu, vì thế khi thu hoạch, vận chuyển, nhập kho, bảo quản hạt phải khống chế ngăn ngừa những yếu tố gây nên hiện tượng nảy mầm. Phải duy trì độ ẩm của hạt thấp hơn độ ẩm cần thiết để hạt nảy mầm. 1.1.5/ Quá trình tự bốc nóng khối hạt Hiện tượng tự bốc nóng là hiện tượng tự tăng dần nhiệt độ trong khối hạt làm giảm phẩm chất của khối hạt. Tuy nhiên mức độ giảm khối lượng phụ thuộc vào diễn biến của quá trình. Mỗi loại hạt khác nhau có sự diễn biến của quá trình tự bốc nóng khác nhau. Mức độ diễn biến phụ thuộc vào nguyên nhân gây ra hiện tượng thành phần hóa học của các loại hạt đó. Nguyên nhân: Do hậu quả của quá trính hô hấp của bản thân nông sản, hạt khô hô hấp mạnh hơn hạt ướt. Do hoạt động của vi sinh vật, 5 -10% lượng nhiệt cần cho vi sinh vật, 95% thải ra khối hạt. Do hiện tượng tự phân cấp: hạt sấu hô hấp mạnh, tích tụ sâu mọt. Do của điều kiện môi trường, To , A0 bốc nóng tầng sâu 7-10 cm. Do điều kiện kho tàng không đảm bảo. Các dạng tự bốc nóng: dựa vào nguyên nhân gây ra hiện tượng chia ra: Dạng bốc nóng vùng (ổ): hiện tượng xảy ra vùng, nơi khác nhau, đặc điểm khác nhau do tích tụ côn trùng hay nhà kho dột. Dạng bốc nóng tầng: Bốc nóng tầng trên: thường xảy ra với lớp hạt bề mặt 50-7cm do có sự thay đổi đột ngột về thời tiết, khả năng ngăn cách của mái và kho kém. Bốc nóng tầng dưới: xày ra ở lớp hạt cách sàn kho 50-75cm, thường do lúc nhập kho, khối hạt có nhiệt độ cao. Bốc nóng thành vỉa đứng: dạng này thường xuất hiện ở nhiều lớp hạt xung quanh tường kho và cách tường kho một khoảng cách 50-70cm, do hậu quả của quá trình tự phân loại và khả năng cacch1 ẩm của tường kho kém, đặc biệt là kho cuốn. Bốc nóng toàn bộ (bốc nóng hoàn toàn): nếu không kịp thời xử lý nguyên nhân trên sẽ gây tự bốc nóng toàn bộ, giảm chất lượng. Hậu quả của quá trình tự bốc nóng: mức độ giảm chất lượng phụ thuộc vào diễn biến của quá trình: Giai đoạn 1: To tăng đến 28oC, chất lượng hạt hầu như không thay đổi, có hiện tượng ngừng bốc hơi nước, độ tản rời bình thường, màu sắc bình thường. nhưng đối với hạt xanh (đặc biệt ngô) thì phôi sẽ biến đổi nếu không kịp xử lý,To tăng dần lên sau 10-12 ngày sẽ chuyển sang gigi đoạn 2. Giai doạn 2: To tăng 34-38oC, độ tản rời giảm, có mùi khét, vỏ bắt đầu sẫm lại. nếu không xủ lý thì 3-7 ngày sẽ chuyển sang giai đoạn 3. Giai đoạn 3: giai đoạn cuối To lớn hơn 38-50oC, có mùi khét, vỏ xám đen. Trên một số loại hạt, phôi mọc lên một số khuẩn lạc của vi sinh vật, không làm thức ăn được, chỉ sử dụng cho gia súc. 1.2/ Sinh vật gây hại cho lương thực 1.2.1/ Vi sinh vật hại lương thực 1.2.1.1/ Phân loại Vi sinh vật phụ sinh: Loại này tồn tại trên hạt tới 90% là do vận chuyển từ rễ cây, than cây lên hạt, nhất là đối với những hạt mới thu hoạch. Điển hình của loại này Pseudomoas herbicola và Pseudomoas fluorescens. Phương thức dinh dưỡng của vi sinh vật phụ sinh có khác nhau, chúng có thể trực tiếp phá hoại tế bào ký chủ hay hút những vật chất sống trong ký chủ cho nên không những phá hoại ký chủ mà còn có mối tương quan mật thiết với cường độ trao đổi chất và sức sống của cây. Do đó, chúng thướng có nhiều nhất trên những hạt khỏe mạnh và tươi, còn ngược lại thì rất ít và bị tiêu diệt. Vi sinh vật hoại sinh: Vi sinh vật có thể nằm trên bề mặt sản phẩm, có thể ở sâu phía trong nhưng ở trên bề mặt thường nhiều hơn. Vi sinh vật hoại sinh chủ yếu là những loại nấm phát sinh và phát triển rất mạnh trong hạt. Một số loại hình chủ yếu thường gặp là Aspergillus penecillium, Micrococcus collectorium sp, … Đặc điểm sinh sống của vi sinh vật hoại sinh là từ những chất hữu cơ bị phá hủy, chúng lấy thức ăn đồng thời phá hoại nhửng cơ thể có sức sống thấp và tính chống yếu. Vi sinh vật ký sinh, bán ký sinh và cộng sinh: Ký sinh theo nghĩa rộng là có sự kết hợp giữa ký chủ và vật ký sinh một cách mật thiết. Những loại vi sinh vật này đại bộ phận từ đồng ruộng chuyển tới. Một số nấm đó là: Alternaria, Cladosporium, Helminthosporium… Một số vi khuẩn thuộc nhóm này chủ yếu sống hoại sinh theo nấm và bán ký sinh. Ngoài ra một số nguồn nấm bệnh có tính chuyên tính cao. Loại này trong điều kiện bảo quản bình thường nó không phát triển, nhưng nếu tình trạng hàm lượng nước của hạt khá cao, độ ẩm trong khối hạt thích nghi cho chúng thì những vi sinh vật có tính bàn ký sinh mới có thể phát triển được. Tóm lại, trong quá trình bảo quản, nhóm vi sinh vật hoại sinh sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng hạt. 1.2.1.2/ Tác hại của vi sinh vật đối với lương thực: Vi sinh vật khi đã phát triển trong sản phẩm, dù chỉ gây hại bên ngoài hoặc đã qua lóp vỏ vào bên trong đều làm cho phẩm chất hạt bị giảm, đôi khi có thể hỏng hoàn toàn. Thường lúc đầu khó phát hiện, nhưng về sau vi sinh vật phát triển mạnh làm cho khối hạt bị bốc nóng, nén chặt và chất lượng giảm mới rõ rệt. Dấu hiệu đầu tiên đặc trung cho sự phát triển cùa vi sinh vật là sự thay đổi màu sắc của hạt, từ những màu bình thường trở nên xám có những đốm đen. Các sợi nấm và vi khuẩn phát triển trên hạt sẽ phân hủy các lớp mô bào ngoài hạt rồi xam nhập phá hủy phôi như làm thay đổi màu sắc nội nhũ. Lúc này vỏ hạt mất tính đàn hồi, khi xay xát dễ bị gãy. Người ta nhận thấy rằng, khi vi sinh vật xâm nhập vào nông sản, do quá trình hoạt động sống chúng tiết ra các độc tố bao gồm các sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất như các men, các loại axit hữu cơ, rượu, aldehut. .. Những chất này có mùi khó chịu làm cho sản phẩm hấp thụ và mất mùi tự nhiên, thường có mùi mốc chua.. Sự phát triển mạnh của vi sinh vật còn thúc đẩy quá trình hô hấp của chúng và thường xuyên thải ra một lượng nhiệt khá lớn… Quá trình phát triển của vi sinh vật càng mạnh, độ ẩm của khối hạt càng lớn, càng thúc đẩy vi sinh vật hoạt động mạnh, do đó khối hạt càng chóng bốc nóng. Do sự phát triển của vi sinh vật đã gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm cho nên phải nâng cao những biện pháp nhằm khống chế sự phát triển của chúng. Tăng cường công tác kiểm nghiệm trước lúc bảo quản, kiểm tra phát hiện thường xuyên trong thời gian bảo quản để có biện pháp xử lý kịp thời. Tránh những tổn thương cơ giới khi thu hoạch, vận chuyển, đồng thời phải tiến hành các biện pháp làm sạch sấy khô… đảm bảo chất lượng tốt trước lúc nhập kho, nhằm nâng cao tính bền vững của bản thân sản phẩm và ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật sau này. 1.2.2/ Trùng hại lương thực trong kho Trên thế giới hiện nay, người ta tìm thấy hang triệu loại trùng khác nhau, trong đó có những loại thường sống trong kho, trong các nhà máy chế biến và ăn hại lương thực, chúng thuộc loại trùng hại kho. Trùng ăn hại lương thực chủ yếu chia làm bốn lớp: lớp côn trùng, lớp nhện, lớp chim và lớp có vú. 1.2.2.1/ Lớp côn trùng Bộ cánh cứng Mọt gạo: Trong ngành lương thực, mọt gạo là phá hoại số 1. Nó phá hoại các hạt ngũ cốc, hạt giống, các sản phẩm chế biến từ gạo, bột mì,… Mọt gạo phân bố khắp nơi, gây tác hại lớn nhất cả trong kho lẫn ngoài đồng. Mọt thóc: mọt thóc Mọt gạo Đối tượng phá hoại rất giống mọt gạo nhưng số lượng quần loại ít hơn, phá hoại nhẹ hơn, phân bố hẹp hơn. Mọt thóc Thái Lan: Phát sinh chủ yếu trong thóc cũng có trong gạo, ngô, lạc, vừng… Mọt thóc Thái Lan không phá hoại hạt nguyên, chỉ phá các hạt vỡ. Mọt răng cưa: Tất cả các hang cất giữ mang tính chất thực vật đếu hại. Chủ yếu là lương thực, hạt giống, các hạt có dầu… Mọt khuẩn đen: Xuất hiện trong kho ngũ cốc, tấm cám đã bị hư mốc và phá các sản phẩm gia công chế biện, chủ yếu những sản phẩm ẩm ướt, mất phẩm chất, không xuất hiện ở những sản phẩm khô ráo, mức độ phá hoại tương đối lớn ở tất cả mọi nơi. Mọt thóc đỏ: Phá hoại hơn 100 loại nông sản khác nhau như thóc, gạo, bột mì, khoai, sắn… nhiều nhất là các kho bột mì. Khi phá hoại thường tiết ra dịch thối làm cho sản phẩm có mùi. Mọt đục thân: Đối tượng ăn chủ yếu là thóc gạo, các loại đậu, khoai sắn khô. Khi phá hoại, nó thường đục sâu vào hạt làm cho hạt chỉ còn lớp vỏ, thuộc vào loại phá hoại nghiêm trọng. Mọt đục thân mọt thóc đỏ Mọt đậu xanh: Hầu hết các loại đậu đếu bị mọt này phá hoại, nhưng chủ yếu nhất vẫn là đậu xanh. Tốc độ phát triển rất nhanh. Mọt đậu tương: Phá hoại nhiều loại đậu, nhưng chủ yếu là đậu tương, nó là loại nguy hại lớn, thuộc diện đối tượng kiểm dịch của ta. Bộ cánh vẩy Ngài bột lớn: Loại này rất phổ biến ở nước ta. Chúng ăn hại bột gạo, thóc, các loại khoai sắn khô… Nó thích ăn lương thực ẩm ướt hư mộc. Ngài gạo đen: Phá hoại chủ yếu các loại thóc gạo. Ngài thóc Ấn Độ: Là loài có tính nguy hại lớn nhất, tính ăn hại rất rộng, đặc biệt hay phá các loại lương thực. Khi bị phá nặng, sâu non thường kết dính với làm bề mặt khối lương thực bị kết vón. Ngài lúa mỳ: Sâu hại nghiêm trọng trong lương thực, các loại ngũ cốc, nó phá thóc còn nguy hại hơn loại mọt gạo. 1.2.2.2/ Lớp nhện Mạt bột: Đối tượng ăn hại chính là các loại bột gạo, ngô, khoai sắn khô, đậu, hạt có dầu. Mạt lông: Nó ưa sống trên hạt có vỏ trấu, thích di chuyển, thường sống trong lô hạt có độ ẩm cao. Trong bột và tấm nhỏ chỉ thấy nó trên bề mặt vì long dài cản trở xâm nhấp sâu vào trong. Mạt bột 1.2.2.3/ Chuột Chuột đàn: Thích sống nơi cao ráo, không đào đất làm hang mà thường ẩn náu trên mái nhà, trần kho… Chúng rất nhanh nhậy và tinh khôn. Ăn hại nhiều loại sản phẩm khác nhau như thóc, gạo, ngô,… Chuột cống: Chuột cống to và mập hôn chuột đồng. Thích ẩm thấp, tối tăm nên chúng thường sống trong cống rãnh, bờ hồ. Thích ăn thức ăn ẩm ướt. Do ăn bẩn nên gây bệnh cho người. Chuột nhắt nhà: Thích sống nơi khô ráo và ăn thức ăn khô. 2/ Các phương pháp bảo quản 2.1/Phương pháp bảo quản hạt ở trạng thái khô và thoáng: Toàn bộ hoạt động sinh lý, sinh hóa làm giảm số lượng và chất lượng về khối hạt đều liên quan chặt chẽ với độ ẩm và nhiệt độ. Các hoạt động này chỉ diễn ra mạnh mẽ nếu độ ẩm hạt vượt quá giá trị giới hạn và có nhiệt độ phù hợp với sự hoạt hóa của các enzyme. Nguyên lý: thông qua sự tiếp xúc của hạt lương thực với môi trường trong kho mà ta điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm của khối hạt. Yêu cầu: Với hạt bảo quản: khi nhập kho hạt phải đảm bảo dung tiêu chuẩn chất lượng, hạt phải có độ ẩm an toàn, không có tạp chất, mật độ sâu mọt thấp, thành phần sâu mọt hại ít. Thông thường độ ẩm giới hạn của hạt lương thực vào khoản 13 – 13.5%, vì vậy bảo quản hạt ở độ ẩm dưới 13% và kèm theo có sự thông gió là phương pháp bảo quản ở trạng thái khô và thoáng. Với kho bảo quản: thông thoáng hơi gió hợp lý, đảm bảo chế độ cách nhiệt, cách ẩm tốt. 2.2/ Phương pháp bảo quản kín: Nguyên lý: hạn chế và đình chỉ sự tiếp xúc giữa nông sản với môi trường bên ngoài: môi trường thiếu hoặc không có oxi để quá trình hô hấp yếm khí xảy ra, tiêu hao chất khô thấp, qua đó kéo dài thời gian bảo quản. Tuy nhiên, nếu bảo quản hạt làm giống thì không nên bảo quản theo hướng này, vì hô hấp yếm khí sinh ra rượu sẽ đầu độc phôi làm hạt không nảy mầm (bảo quản ngắn hạn). Để tạo điều kiện kín, không có oxi có thể tiến hành theo 3 cách sau: Tích lũy tự nhiên khí CO2 và giảm dần lượng khí oxi do kết quả của quá trình hô hấp yếm khí của các cấu tử sống trong khối hạt. Biện pháp này thường được áp dụng, đơn giản, rẽ tiền. Tuy nhiên do cần nhiều thời gian, nên các cấu tử ở giai đoạn đầu vẫn hô hấp hiếu khí, làm giảm chất lượng hạt đáng kể. Nạp CO2 vào khối hạt để thay thế không khí trong khoảng trống của khối hạt bằng cách cho CO2 dạng băng vào khối hạt, sau đó nó sẽ tự chuyển thành dạng khí, khi nạp nên cho lớp trên nhiều hơn. Khi chuyển thành hơi CO2 dạng bang sẽ thu nhiệt, do đó nhiệt độ giảm thuận lợi cho bảo quản. Ngoài khí CO2  ta còn có thể nạp vào khối hạt khí N2 hoặc một loại hóa chất nào đó, cũng nhằm mục đích đẩy oxi ra khỏi khoảng trống của khối hạt. Yêu cầu sản phẩm: đảm bảo khi nhập kho hạt phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn chất lượng, hạ phải có ẩm an toàn, tuyệt đối không có sâu mọt. Cho đến này phương pháp này được coi là tốt nhất với giá thành rẽ, thường áp dụng để bảo quản hạt có độ ẩm cao như ngô hạt. Vì nếu bảo quản ngô bắp thì không những khối lượng chất khô giảm 10% mà chất lượng khối hạt cũng giảm. Thông thường sau khi thu hoạch ngô cần tách ngay, lúc đó độ ẩm khoảng 25 – 40% muốn bảo quản khô cần sấy ngay xuống 10 – 11% ẩm nếu bảo quản khô như vậy sẽ rất tốn kém. Phương pháp bảo quản kín có thểu cho phép bảo quản với độ ẩm cao hơn, tổn thất sau 4 tháng của loại ngô chín hoàn toàn chỉ là 2 – 3 %. Những biến đổi của khối hạt trong quá trình bảo quản kín. Với phương pháp này tính chất hạt thay đổi không đáng kể, nhưng với độ ẩm hạt 16 % trở lên thì chất lượng của hạt và các sản phẩm của chúng sau này sẽ bị ảnh hưởng. Không khí: khi độ ẩm của không khí lớn hơn 70%, tương ứng với độ ẩm của hạt 14% thì vi sinh vật trong khối hạt tiếp tục hô hấp, tiêu thụ lượng oxi còn trong khoảng trống của khối hạt và thải khí CO2, một số vi sinh vật yếm khí không chết, chuyển sang trang thái tĩnh. Sau đó đã hết CO2, nếu dộ ẩm 16% thì quá trình thải CO2 vẫn tiếp tục do quá trình hô hấp yếm khí của hạt cho đến khi lượng CO2 trong khoảng trống của khối hạt lên tới 95% mới ngừng. Nhiệt độ khối hạt hầu như không thay đổi, do nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình hô hấp yếm khí là rất thấp, theo nghiên cứu nó chỉ thay đổi vài centimet lớp ngoài của khối hạt trong ngày. Về mùi vị và màu sắc của khối hạt cũng ít biến đổi. Nhưng với độ ẩm 16% trở lên, hạt thường có mùi nha, vị đắng do quá trình hô hấp diễn ra. Nhiệt độ và độ ẩm càng cao, mùi và vị biến đổi càng nhanh. Với ngô, độ ẩm 25% hạt sẽ sẫm màu (do phản ứng Mayer và tác động của vi sinh vật), mềm và có mùi khó chịu. Độ ẩm: do trong kho kín không khí bên không lọt vào bên trong khối hạt, vì vậy chủ yếu là quá trình hô hấp yếm khí xảy ra, chính vì vậy độ ẩm gần như không thay đổi. Tuy nhiên, độ ẩm lớp ngoài và lớp gần tường cao hơn độ của toàn khối, do hiện tượng ngưng tụ hơi nước, sự thay đổi nhiệt độ bên ngoài kéo theo sự thay đổi lớp ngoài cùng thay đổi nóng hoặc lạnh hơn các lớp khác. Trường hợp này có thể thấy rõ khi bảo quản khối hạt có độ ẩm 22% trong các xilo thép, lớp hạt tiếp giáp bị vón cục và kèm theo hiện tượng lên men. Sự sống của hạt là một trong những biểu hện của sự giảm chất lượng hạt. Độ nảy mầm gần như mất hoàn toàn, điều này phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm. Nếu hạt có độ ẩm 22% thì độ nảy mầm mất hoàn toàn. Ở 25oC với độ ẩm 14% trong 8 tuần hoàn toàn không nảy mầm. Tổn hao chất khô là chỉ tiêu đánh giá chất lượng khối hạt. Theo nhiều tác giả sau 6 tháng bảo quản kín, khối hạt có độ ẩm dưới 18% thì hàm lượng chất khô giảm rât ít, nhưng ở 22 – 25% giảm tới 1% và ở 33 – 35% tới 3 – 4%. 2.3/ Phương pháp bảo quản lạnh – Nhiệt độ thấp: Nguyên lý: ở nhiệt độ thấp, các hoạt động sinh lý của hạt nông sản ở mức độ nhỏ nhất, đồng thời hoạt động của vi sinh vật và côn trùng cũng bị hạn chế và tê liệt. Nhiệt độ bảo quản hạt từ 0 – 8oC, người ta có thể lợi dụng nhiệt độ thấp trong tự nhiên hoặc sử dụng thiết bị lạnh. 2.4/ Bảo quản bằng khí quyển có điều chỉnh (MA, MC) Phương pháp này thường áp dụng ở các nước tiên tiến. Nguyên lý: Phương pháp này dựa trên sự thay đổi thành phần không khí cho yêu cầu bảo quản, mục đích giảm hoạt động sống của bản thân khối hạt. Yêu cầu kho: phòng không thấm khí. Không khí trước khi vào kho phải lọc, điều chỉnh các thành phần không khí trong kho. Có thể điều khiển làm thay đổi thành phần khí như phương pháp nạp CO2, để thay đổi tỷ lệ O2/CO2. Yêu cầu đối với sản phẩm: đảm bảo chất lượng nhập kho, khi hạ thấp nhiệt độ thì trong thời gian bảo quản phải giữ ổn định nhiệt độ và áp suất, tránh sự sốc nhiệt, độ ẩm sẽ gây thiệt hại. 2.5/ Bảo quản bằng hóa chất: Thực chất của phưng pháp này là phát triển thêm cơ sở của phương páp bảo quản kín. Cho hóa chất vào khối hạt với mục đích giảm lượng oxi, đồng thời do tính độc hại của hóa chất mà vi sinh vật và côn trùng bị tiêu diệt, như vậy sẽ ức chế hoàn toàn hoạt động sống của khối hạt. Dựa trên một số hóa chất tác dụng làm giảm cường độ hoạt động sống, đồng thời tiêu diệt vi sinh vật và côn trùng. Cho tới nay, có tới trên 500 các trường hợp hóa chất khác nhau, tuy nhiên chưa chất nào đáp ứng được mọi yêu cầu trên. Ví dụ:bromua metyl, SO2, natripirosunfit, picrinclorua. SO2 là loại được sử dụng đầu tiên. Nó có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật nhưng cũng làm giảm độ nảy mầm. Đối với các hạt hòa thảo dùng để ăn, bảo quản bằng SO2 cho kết quả tốt, nhưng đối với đậu nành hiệu quả thấp. Natri pirosunfit để bảo quản hạt có độ ẩm cao. Trong môi trường ẩm natri pirosunfit phân hủy giải phóng SO2. Picrin clorua ướp hạt bảo quản dài trong xilo, với nồng độ thấp nó không ảnh hưởng tới chất lượng hạt, hạn chế được vi sinh vật, trùng bọ phát triển, đồng thời nó tồn tại trong khối hạt lâu. Việc áp dụng phương pháp này cần kho kín, tránh tổn thất hóa chất, nhưng trước khi xuất hạt phải giải thoát hóa chất triệt để do đó kho kho phải có cơ cấu hợp lý. Hóa chất phải tuyệt đối an toàn, độc với vi sinh vật và côn trùng, ít độc với người và gia cầm, phân bố đều và dễ xâm nhập vào khối hạt, ít hoặc không bị hạt hấp thụ, không gây hỏa hoạn, không hoặc ít ăn mòn thiết bị và vật liệu làm kho, ít ảnh hưởng đến tính chất công nghệ của hạt, tiện sử dụng va hạ giá thành, dảm bảo hạt còn chất lượng, không hạn chế sức sống và tỷ lệ này mầm, các loại hạt không giảm giá trị thương phẩm. Chú ý: nồng độ và thời gian ướp thuốc, phương pháp này chủ yếu để bảo quản hạt giống. Trong bảo quản hạt giống thường kết hợp bảo quản lạnh và hóa chất. 2.6/ Bảo quản bằng thông gió: Nguyên lý: lợi dụng tính chất của khối hạt (độ trống rỗng) để quạt luồng không khí nóng, khô hoặc lạnh vào nhằm mục đích điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm của khối hạt phù hợp với yêu cầu bảo quản. Thông gió tự nhiên: lợi dụng điều kiện tự nhiên để điều chỉnh (trong điều kiện thời tiết khô thoáng). Thông gió nhân tạo: lợi dụng hệ thống thiết bị, hệ thống quạt để thông gió. Yêu cầu về luồng không khí: Không khí phải sạch, không ô nhiễm lương thực. Cần thổi đủ lượng khí để giảm ẩm và nhiệt. Chỉ quạt khi thời tiết ngoài trời tốt, độ ẩm của không khí thấp, nhiệt độ không khí trời thấp hơn khối hạt. Quạt đều nếu không sẽ càng cung cấp lượng oxi, vi sinh vật và côn trùng sẽ càng phát triển. Lượng không khí cần thiết thổi vào khối hạt phụ thuộc vào loại hạt và độ ẩm hạt. Lượng cấp khí riêng để giảm nhiệt độ kho thóc và ngô Ẩm của hạt (%) q tối thiểu (m3/h.t) Chiều cao tối đa của lớp hạt (m) Ẩm của hạt (%) q tối thiểu (m3/h.t) Chiều cao tối đa của lớp hạt (m) 16 30 3.5 22 80 1.7 18 40 2.5 24 120 1.5 20 60 2.0 26 160 1.5 Lượng cấp khí riêng và thời gian quạt phụ thuộc vào độ ẩm của thóc Ẩm của hạt (%) Lượng cấp khí riêng tối thiểu (m3/h.t) Thời gian quạt (h) 16 200 40 16-18 300 50 18-20 500 50 Điều kiện để thông gió tự nhiên có hiệu quả: Điều kiện thời tiết: ngoài trời không có mưa, gió cấp 4 trở lên, ẩm không mang theo mốc (vận tốc gió 24-28km/h). Độ ẩm tuyệt đối: chỉ tiến hành thông gió khi độ ẩm tuyệt đối ngoài trời quanh kho nhỏ hơn ở trong kho. Điều kiện nhiệt độ: chỉ tiến hành thông gió khi nhiệt độ ngoài trời có giói hạn 10-32oC. Điều kiện nhiệt độ điểm sương: chỉ tổ chức được trong điểu kiện điểm sương của môi trường có nhiệt độ cao, không chênh lệch quá 1 độ so với môi trường có nhiệt độ thấp. Điều kiện độ ẩm cân bằng: chỉ tiến hành khi ẩm của khối hạt lớn hơn ẩm của môi trường. III/ BIẾN ĐỔI CỦA RAU QUẢ. 1/ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản lương thực. 1.1/ Những biến đổi sinh lý của rau quả 1.1.1/ Sự chín của rau quả Đối với quả, quá trình chín là một sự thay đổi mạnh mẽ trong cá vòng đời, chuyển từ trạng thái thuần thục về sinh lý nhưng không ăn được sang trạng thái hấp dẫn về màu sắc, mùi, vị. Quá trình chín đánh dấu sự kết thúc pha phát triển quả và bắt đầu quá trình già hóa, và thường là không đảo ngược được. Quá trình chín là hệ quả của một phức hợp các thay đổi nhưng hoạt động sinh lý cơ bản ảu quá trình là sự thay đổi về cường độ hô hấp và sản sinh etylen Sự tăng trưởng, kiểu hô hấp và sản sinh etylen của nông sản loại hô hấp đột biến và hô hấp thường 1.1.1.1/ Các thay đổi có thể xuất hiện trong quá trình chín của quả: Sự thành thục của hạt Thay đổi màu sắc Hình thành tầng rời (tách khỏi cây mẹ) Thay đổi về cường độ hô hấp Thay đổi về cường độ sản sinh etylen Thay đổi về tính thẩm thấu của mô và thành tế bào Thay đổi về cấu trúc (thay đổi về thành phần các hợp chất pectin) Thay đổi về thành phần các hợp chất hydratcarbon Thay đổi các axit hữu cơ Thay đổi các protein Sản sinh các hợp chất tạo mùi thơm Phát triển lớp sáp bên ngoài vỏ quả Biến đổi sinh lý, sinh hóa của quả chuối trong quá trình chín 1.1.1.2/ Một số phương pháp để xác định độ chín của rau quả: Theo phương pháp vật lý: Độ bền quả Kích thước quả và hình thái bề mặt Khối lượng quả Màu sắc (vỏ, thịt quả, hạt) Độ cứng của thịt quả Tổng lượng chất rắn hòa tan (TSS) Hàm lương dịch quả Theo phương pháp hóa học Chuẩn độ axit Tỷ lệ TSS/ axit Hàm lượng đường (tổng số và lượng giảm dần) Tỷ lệ đường/ axit Tính dẫn điện sinh học Hàm lương tinh bột Hàm lượng tinh bột_iodine Hàm lượng tanin Hàm lượng dầu Hàm lượng dịch quả Theo phương pháp sinh học Tốc độ hô hấp Tốc độ giái phóng etylen Phương pháp khác: Do khi quả chín, mật độ quang trong quả giảm do sự chuyển hóa từ nước liên kết sang nước tự do ở tế bào làm thay đổi đặc tính tán sắc. Vì vậy, phương pháp hệ số truyền sáng được sử dụng khá rộng rãi ở nhiều loại trái cậy. Ngoài ra, phổ cộng hưởng từ cũng được sử dụng để làm tăng độ chính xác trong việc xác định vị trí các túi nước, sự phân bố các túi nước này cho biết thông tin về độ chín. Phương pháp này dựa vào sự ảnh hưởng của tần số sóng vô tuyến với sự dịch chuyển từ trường của nguyên tử hydro tạo nên hình ảnh. 1.1.2/ Sự hô hấp của rau quả Sự hô hấp của rau quả diễn ra khi có O2 (hô hấp hiếu khí) hay không có O2 (hô hấp yếm khí hay lên men). Năng lượng tạo ra trong quá trình hô hấp hiếu khí (36ATP) gấp nhiều lần so với hô hấp yếm khí (chỉ 2ATP). Hô hấp yếm khí không có lợi, tạo nhiều sản phẩm trung gian, ảnh hưởng nhiều đến chất lượng rau quả. Trong quá trình bảo quản, hô hấp thường làm biến đổi thành phần hóa sinh của rau quả, tiêu hao chất dự trữ, làm giảm chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của rau quả. Ngoài ra, hô hấp còn giải phóng nhiệt, hơi nước ra mội trường xung quanh, điều này góp phần thúc đẩy các quá trình hư hỏng diễn ra nhanh hơn. Thời gian bảo quản các loại rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp. Cường độ hô hấp được xác định chủ yếu bằng lượng O2 hấp thụ hay lượng CO2 tạo ra trên một đơn vị khối lượng rau quả trong một đơn vị thời gian. Phân loại rau dựa vào cường độ hô hấp Đây là một đại lượng không ổn định, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại nông sản, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, thành phần không khí, tốc độ trao đổi khí (như O2, CO2, etylen…) là quan trọng nhất. Ví dụ như tỷ lệ CO2/O2 của môi trường bảo quản có tác dụng quyết định đến hô hấp của rau quả. Giảm nồng độ O2 và tăng CO2 trong môi trường bảo quan là biện pháp tốt để giảm cường độ hô hấp. Hay sự tích lũy ethylen trong môi trường bảo quản cũng thường làm tăng cường độ hô hấp và rút ngắn tuổi thọ rau quả. Độ ẩm cao, hay trong môi trường có điều kiện chiếu sáng mạnh cũng làm tăng cường độ hô hấp của rau quả. Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ O2 đến cường độ hô hấp một số loại rau. 1.1.3/ Sự thoát hơi nước ở rau quả Sự mất nước của các loại rau quả sau thu hoạch có ảnh hưởng lớn đén trạng thái sinh lý cũng như chất lượng cảm quan của sản phẩm. Sự thoát hơi nước ở rau quả sau thu hoạch làm cho rau quả bị héo, giảm sức đề kháng. Nếu mất nước nhiều sẽ không còn giá trị thương phẩm. Ở rau, quả non, tế bào có lớp cutin mỏng, chứa ít protein nên khả năng giữ nước kém. Rau ăn lá có nhiều khí khổng trên bề mặt nên thoát hơi nước nhiều hơn các loại rau khác. Lớp vỏ cà rốt có ít sáp trên bề mặt nên thoát hoi nước nhiều hơn lê và táo. Hệ số thoát hơi nước của một số loại rau quả Trong bảo quản, để hạn chế sự thoát hơi nước, người ta thường: hạ nhiệt độ, tăng độ ẩm, giảm tốc độ chuyển động của không khí trong kho bảo quản, hay bao gói sản phẩm bằng vật liệu phù hơp để có thể giảm thiểu sự mất hoi nước của rau quả. 1.2/ Những biến đổi sinh hóa xảy ra trong rau quả sau thu hoạch 1.2.1/ Nước: Hàm lượng nước trong rau quả cao hay thấp có ảnh hưởng lớn đến khả năng bảo quản chúng. Ở những rau quả có hàm lượng nước cao, quá trình sinh lý xảy ra mãnh liệt, cường độ hô hấp tăng làm tiêu tốn nhiều chất dinh dưỡng dự trữ và sinh nhiệt. Việc bảo quản cũng khó khăn do đây là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động. Đối với rau quả là những sản phẩm tươi, có xu hướng thoát hơi nước nhiều, lượng nước có trong rau quả hầu như phụ thuộc vào thời điểm thu hoạch. Nên thu hoạch lúc rau quả chứa nhiều nước nhất, thường là vào sáng sớm, trời mát. Khi bảo quản rau quả cần duy trì độ ẩm môi trường cao (80 – 95%) để tránh hiện tượng thoát hơi nước. 1.2.2/ Glucid 1.2.2.1/ Đường Đường trong rau quả quyết định chất lượng cảm quan của chúng như tạo mùi (khi kết hợp cới acid hữu cơ tạo este), vị (cân bằng đường _acid), màu sắc (dẫn xuất của anthocyanin) và độ mịn (nếu kết hợp với polysaccharide với tỷ lệ thích hợp). Đường trong rau quả chủ yếu tồn tại dưới dạng glucose, fructose và sucrose. Hàm lượng đường cao nhất ở các loại quả nhiệt đới, thấp nhất ở các loại rau. Hàm lượng và thành phần đường trong một số loại rau quả Trong quá trình bảo quản, các loại đường đa dần bị thủy phân thành đường đơn. Sau đó, các đường đơn này tham gia vào quá trình hô hấp để tạo năng lượng duy trì sự sống của rau quả. Vì thế, đường bị tiêu hao rất nhiều trong quá trình bảo quản: 1.2.2.2/ Tinh bột Trong rau quả, hàm lượng tinh bột thường thấp, chỉ khoảng 1% (trừ chuối chứa khoảng 15-20%). Sự biến đổi của tinh bột theo hướng sinh tổng hợp hay thủy phân có ý nghĩa đến chất lượng rau quả sau thu hoạch. Đối với môt số loại quả như chuối, sự chuyển hóa tinh bột thành đường diễn ra trong quá trình chín của quả mang đến vị ngọt và góp phần tạo hương thơm đặc trưng cho quả. Dưới tác dụng của một số enzyme, tinh bột sẽ bị thủy phân tạo thành đường: Ngoài ra, sự thủy phân tinh bột cũng có thể diễn ra theo hướng khác dưới tác dụng của enzyme : Tinh bột + n-1 H3PO4 n glucose-1-phophate Sau đó, n glucose-1-phophate có thể chuyển thành n glucose-6-phophate nhờ hoạt động của enzyme glucose phophate mutaza. Sự thay đổi lượng tinh bột và đường trong quá trình chín của chuối tiêu (% chất tươi) Trong một số rau quả như khoai tây, đậu thì khi chưa chín hàm lượng sucrose cao hơn và chúng chuyển thành tinh bột khi chín, làm giảm chất lượng của sản phẩm: Glucose + ATP à glucose-6-P à glucose-1-P glucose-1-P + ATP à ADP- glucose + H4P2O7 nADP- glucose + chất mồi -(1-4)glucan à tinh bột + n ADP Sự thay đổi hàm lượng tinh bột và đường trong bảo quản khoai tây 1.2.2.3/ Cellulose và hemicellulose: Trong các loại quả, cellulose chiếm khoảng 0.5 - 2.7% (dứa 0.8%, cam, bưởi 1.4%, hồng 2.5%); trong rau cellulose chiếm khoảng 0.2 – 2.8% (cải bắp 1.5%, măng 3%). Trong các loại quả hạch có vỏ cứng, cellulose có thể chiếm tới 15%. Do hàm lượng enzyme cellulase tương đối thấp trong các sản phẩm sau thu hoạch nên có rất ít sự biến đổi về cấu trúc của cellulose trong quả chín trong rau quả bảo quản. Hàm lượng Hemicellulose trong rau từ 0.2 – 3.1%, trong quả là 0.3 – 2.7%. Đây cũng là thành phần cấu trúc chính của thành tế bào, các thành phần cấu tạo của hemicellulose gồm glucose, galactose, xylose và arabinose. 1.2.2.4/ Pectin: Trong bảo quản, quả có xu hướng chuyển sang trạng thái mềm. Sự thay đổi trạng thái này là do sự thủy phân protopectin thành các pectin hòa tan hay sự phá vỡ liên kết giữa hợp chất pectin với các thành phần khác của thành tế bào. (ví dụ: hàm lượng pectin hòa tan trong táo tăng lên 3 lần khi độ cứng của quả giảm). Các enzyme tham gia vào quá trình này là pectinesterase, endopolygalacturonase và exopolygalacturonase. Enzyme pectinesterase(PE) hay pectinmethylesterase (PME) xúc tác cho sự thủy phân methylester trong chuỗi pectin, giải phóng các nhóm carboxyl tự do. Enzyme polygalacturonase thủy phân pectin tạo thành các polymer có trọng lượng phân tử nhỏ hơn hay các polysaccharide. Cả hai loại enzyme polygalacturonase đều được tìm thấy trong mô quả, và sự tăng hoạt tính của chúng liên quan chặt chẽ với sự tạo thành các pectin hòa tan. Sự phá vỡ cấu trúc chuỗi pectin của enzyme endopolygalacturonase được xem là có ảnh hưởng quan trọng đến khả năng hòa tan của các phân tử pectin, làm cho mô quả mềm. 1.2.3/ Acid amin và Protein: Protein trong các loại quả chứa khoảng 1%; trong rau khoảng 2%; trong các loại đậu đỗ khoảng 5%. Với các sản phẩm rau quả, các protein đóng vai trò chức năng (VD: cấu tạo các enzyme) chứ không dự trữ trong các loại hạt. Sự già hóa và sự chín của rau quả sau thu hoạch dẫn đến sự biến đổi về hàm lượng và thành phần của protein và acid amin. Trong khi phần lớn cac enzyme giảm xuống thì enzyme protease lại tăng nồng độ trong giai đoạn chín của rau quả. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy rằng hàm lượng acid amin có xu hướng giảm khi quả chín. Điều này có thể lý giải là do sự kết hợp của chúng tạo thành protein cho quá trình tổng hợp enzyme chín. Hàm lượng acid amin thấp có thể coi như là sự biểu thị độ chín tăng lên tương đối. Trong khi đó, sự gia tăng quá trình tổng hợp protein trong giai đoạn đầu của quá trình chín có thể đo được ở nhiều loại quả. Ở giai đoạn này, sự tổng hợp protein được thúc đẩy và đạt đến giá trị đỉnh, đến khi quả chín hoàn toàn thì tốc độ tổng hợp giảm dần. Những protein mới được tổng hợp này rất quan trọng cho quá trình chín của quả. 1.2.4/ Lipid Ở rau quả, lipid chủ yếu là dạng cấu tử tham gia vào thành phần cấu trúc màng, hay lớp vỏ sáp bảo vệ. Hàm lượng thường thấp hơn 1%, trừ quả bơ và ôliu chứa trên 15% dưới dạng hạt nhỏ trong tế bào thịt quả. Trong bảo quản rau quả, lipid ít ảnh hưởng do hàm lượng của nó trong rau quả khá thấp và nó không phải là nguồn cơ chất sử dụng trong quá thình hô hấp của quả. 1.2.5/ Sắc tố Ở giai đoạn trước và sau thu hoạch, rau quả hầu hết đều có sự thay đổi về sắc tố. Khi quả chín, có sự giảm sút lượng chlorophyll và sự tổng hợp sắc tố mới như anthocyanin hay carotenoid. Anthocyanin tập trung trong không bào, được tổng hợp từ các hợp chất flavoid và một phần từ acid amin phenylalanin. Còn carotenoid được tổng hợp trong mô của cây xanh thường là -caroten, tuy nhiên, trong nhiều loại quả, -caroten và lycopen được tổng hợp trong quá trình chín (trong đó lycopen đóng vai trò báo trước sự xuất hiện của -caroten). Sự phân hủy hay tổng hợp sắc tố mới đều diễn ra theo hai chiều hướng, có lợi hay không có lợi. Ví dụ màu đỏ ở cà chua là điều được mong muốn trong khi sự tổng hợp carotenoid ở mướp đắng lại không có lợi. Hay sự phân hủy chlorophyll làm cho sắc tố có sẵn được thể hiện (ở quả chuối), nhưng cũng có sự phân hủy chlorophyll làm súp lơ xanh chuyển thành màu vàng, làm giảm chất lượng rau quả. 1.2.6/ Các hợp chất bay hơi Mặc dù hương thơm trong quả phụ thuộc vào sự tương tác giữa các đường, axit hữu cơ, phenol và các chất bay hơi nhưng hương thơm của từng loại rau quả là do chất mùi bay hơi đặc trưng. Chúng bao gồm các este, alcohol, acid, aldehyd, ketone….Những chất này có trọng lượng phân tử nhỏ và có hàm lượng không đáng kể nhưng lại có ý nghĩa lớn trong việc tạo ra mùi và hương thơm đặc trưng cho rau quả. Do tầm quan trọng của các hợp chất bay hơi trong việc tạo ra chất lượng cảm quan của rau quả, nên cần hạn chế sự thay đổi theo chiều hướng xấu về mùi ở rau quả sau thu hoạch. Điều kiện và thời gian bảo quản cũng có ảnh hưởng nhiều đến sự tổng hợp các chất thơm sau khi đưa rau quả ra khỏi kho bảo quản. Ví dụ, táo bảo quản trong khí quyển điều chỉnh (2% O2, 3.50C) hình thành một số hợp chất không có lợi như ete, butyl acetal và hexyl acetate sau khi bảo quản. 1.2.7/ Acid hữu cơ Acid hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong hoạt động trao đổi chất của rau quả, một số acid hữu cơ là thành phần không thể thiếu của chu trình hô hấp. Acid hữu cơ còn tạo nên mùi vị đặc trưng cho rau quả. Một số quả sau thu hoạch có chứa lượng acid hữu cơ cao như: chanh (6 – 8%), mơ (1.3%), bưởi (1.2%), mận (1.5%)… Nhiều nghiên cứu cho thấy, khi quả chín, hàm lượng acid hữu cơ có xu hướng giảm do nó là nguyên liệu của quá trình hô hấp, nó có thể giảm tới 50% trong suốt thời gian tồn tại của quả. Phương pháp bảo quản trong khí quyển kiểm soát có ảnh hưởng đến sự biến đổi của acid trong quả. Ví dụ, cam bảo quản torng môi trường có nồng độ khí O2 3%, CO2 5% bị tổn thất acid ít hơn so với bảo quản trong môi trường không khí tường ở nhiệt độ 00C. 1.2.8/ Vitamins Vitamin C: Rau quả là nguồn cung cấp đến 90% lượng vitamin C. Vitamin C có nhiều trong ổi (300mg/100g), đu đủ, cam, quýt, sơri…và một số rau xanh như cải, củ cải (120mg/100g). Hàm lượng vitamin C giảm mạnh trong quá trình bảo quản, nhất là khi ở nhiệt độ cao và thời gian bảo quản dài. Trong quá trình chín, hàm lượng vitamin C giảm nhiều là do acid ascorbic đóng vai trò là enzyme oxidase cuối cùng trong sự cạnh tranh với enzyme cytochrom oxidase trong hệ thống vận chuyển điện tử. Vitamin A: Chỉ có khoảng 10% carotenoid trong rau quả là các tiền vitamin A_ có nhiều trong một số rau quả như cà rốt, bầu, cà chua, ớt…Carotenoid thường tổn thất nhiều trong quá trình chế biến và một phần trong bảo quản. 1.3/ Những ảnh hưởng của môi trường xung quanh 1.3.1. Những yếu tố vật lý 1.3.1.1/ Ánh sáng Trong bảo quản thực phẩm, ánh sáng gây ra nhiều bất lợi như: Tia UV làm phá hủy vitamins, lipid Ánh sáng làm nhạt màu rau quả Gây thoát hơi nước ở rau quả và làm rau quả bị khô héo trong bảo quản Ở khoai tây, ánh sáng làm tăng sự tích lũy solanin_một chất độc ở mầm khoai tây. Làm tăng hoạt động của các loài cô trùng. 1.3.1.2/ Nhiệt độ Ở nhiệt độ cao (trên 300C) làm hoạt động của enzyme, vi sinh vật và côn trùng được tăng cường. Theoquy tắc Van’t Hoff, nhiệt độ cứ tăng lên 100C thì tốc độ phản ứng tăng lên gấp 2 lần (kí hiệu: Q10 = 2). Ở rau quả tươi, ảnh hưởng của nhiệt độ còn mạnh hơn. Ví dụ: Ở 0 – 100C: Q10 =7 Ở 11 – 200C: Q10 =3 Ở trên 200C: Q10 =2 Điều này cho thấy ảnh hưởng rất lớn của nhiệt độ đến rau quả, làm sản phẩm mau chóng hư hỏng trong bảo quản. Trong thời gian bảo quản, phải chọn nhiệt độ thích hợp với từng loại rau quả. Thời gian bảo quản càng dài thì càng cần nhiệt độ thấp (ở 30C có thể tồn trữ vải thiều trong 30 ngày và 70C để tồn trữ được trong 15 ngày). Ngoài ra, đối với những rau quả có xuất xứ từ vùng ôn đới thì nhiệt độ bảo quản cũng phải thấp hơn nhiều so với rau quả từ nhiệt đới. Thời gian bảo quản của một số loại rau quả ở nhiệt độ tương thích 1.3.1.3/ Độ ẩm: Nước trong rau quả tồn tại ở hai dạng là tự do và liên kết. Trong đó, nước tự do trực tiếp tham gia và hoạt động trao đổi chất của rau quả. Để bảo quản rau quả, ta phải làm giảm hoạt độ nước tự do bằng cách làm khô rau quả đến độ ẩm mà tại đó hoạt động trao đổi chất của rau quả là thấp nhất. Ở Việt Nam, độ ẩm trong không khí khá cao, điều này gây ít nhiều khó khăn đến việc bảo quản rau quả, để hạn chế việc tăng ẩm của rau quả, ta cần: Thông gió tốt cho các kho bảo quản Bao gói các loại rau quả bằng các loại màng thích hợp Sử dụng một số chất hút ẩm 1.3.1.4/ Các yếu tố khác Gió, áp suất không khí,… cũng có thể ảnh hưởng gián tiếp đến việc bảo quản rau quả. Gió có thể làm héo rau quả. Áp suất không khí thấp, hoạt động trao đổi chất và hoạt động của vi sinh vật giảm nên có tác dụng tốt cho bảo quản. 1.3.2/ Các yếu tố sinh học 1.3.2.1/ Vi sinh vật gây hại Vi sinh vật gây hại cho rau quả gồm virus, một số vi khuẩn nhưng chủ yếu là các loài nấm, đặc biệt là nấm hoại sinh hay kí sinh không bắt buộc. Chúng có thể xâm nhập vào rau quả từ nơi trồng hay sau thu hoạch và trong bảo quản. Rau quả bị nhiễm vi sinh vật làm giảm nghiêm trọng chất lượng. Rau quả sẽ bị giảm các chất khoáng, vitamins. Vi sinh vật làm mất đi mùi thơm và vị đặc trưng của rau quả, đồng thời tiết ra các sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất như các acid hữu cơ, alcohol, xeton, acid béo…., gây ra các mùi hôi, mốc, chua. Ngoài ra, các vi sinh vật này có thể tiết ra độc tố cho sản phẩm rau quả. Dấu hiệu đầu tiên có thể quan sát bằng mắt thường sự gây hại của vi sinh vật là hiện tượng thay đổi màu sắc. Rau quả khi bị nhiễm bệnh có thể bị biến màu một phần hay toàn bộ bề mặt, làm cho rau quả xuất hiện những chấm đen, hay xám. Các vết biến màu này thông thường sẽ phát triển lan rông tạo ra các khoảng thâm, trũng, thối nhũn. Những biến đổi bên ngoài này làm giảm giá trị cảm quan của rau quả. Ví dụ, ở Thái Lan, qua khảo sát cho thấy rằng, giá xoài bị nhiễm bệnh do nấm Colletotrichum gloeosporioides giảm đến 70 – 80% so với xoài không nhễm bệnh. Một số bệnh do vi sinh vật gây ra ở rau quả 1.3.2.2/ Côn trùng gây hại Rau quả có thể bị nhiễm côn trùng gây hại khi mới thu hoạch về hay trong quá trình bảo quản tại các kho. Ở nước ta, nhất là phía nam, do khí hậu nóng ẩm quanh năm nên rất dễ lây nhiễm cô trùng trong các kho bảo quản. Các loài côn trùng thường cắn phá lớp vỏ bảo vệ, làm rau quả dễ dàng bị nhiễm các loại nấm gây hại, gây thối hỏng nhanh chóng. Chúng cũng là trung gian truyền bệnh cho người, gây giảm giá trị của rau quả. 2/ Một số phương pháp bảo quản rau quả 2.1/ Bảo quản ở nhiệt độ thấp: Làm lạnh: Nhiệt độ rau quả sẽ được giảm xuống từ 10 – (-1)0C. Cách này thường được dùng cho rau quả trồng trong nhà kính. Sự thay đổi chất lượng cảm quan là rất nhỏ. Thời gian tồn trữ rau quả cũng khác nhau. Ví dụ, với khoai tây hay táo có thể bảo quản được đến 6 tháng nhưng cũng có một số rau quả chỉ giữ được trong vài ngày. Làm đông Nhiệt độ rau quả được giảm đến -180C. Hầu hết rau tươi được chần trong nước nóng trước khi cấp đông để làm mất hoạt tính enzyme, giảm số lượng vi sinh vật, bảo vệ diệp lục tố. Việc cấp đông cũng phải diển ra nhanh chóng để tránh phá vỡ cấu trúc tế bào. 2.2/ Bảo quản bằng cách làm khô Phương pháp này giúp làm giảm hoạt độ nước của rau quả, làm ức chế hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn gây hại. Có thể dùng phương pháp phơi khô hay áp dụng kĩ thuật sấy (sấy thăng hoa, sấy phun…). Có thể bảo quản trung bình trong 6 tháng đến 1 năm với tùy loại sản phẩm và phương pháp làm khô. 2.3/ Bảo quản bằng hóa chất Các chất bảo quản gồm 2 loại: Các chất ngăn cản sự hư hỏng do vi sinh vật (sulphit, A.sorbic…) Các chất chống oxy hóa thực phẩm (A.ascorbic, tocopherol…) Các chất này được thêm vào phải theo liều lượng cho phép. Thời gian bảo quản phụ thuộc vào liều lượng và loại hóa chất sử dụng. 2.4/ Bảo quản bằng cách bao kín sản phẩm Phương pháp này giúp giảm được lương oxy trong bảo quản, làm giảm hoạt động của vi sinh vật và các quá trình oxy hóa rau quả. Bao gồm 2 phương pháp Đóng gói chân không: Chất lượng cảm quan của thực phẩm không thay đổi nhiều Thời gian bảo quản phụ thuộc nguyên liệu và cách xử lý trước khi đóng gói Đóng gói trong khí quyển có điều chỉnh Với sự tiến bộ trong ngành công nghệ polymer thì cách này đang tỏ ra chiếm ưu thế khá lớn trong việc bảo quản rau quả. Thời gian lưu trữ trong khoảng vài tuần đến vài tháng. Gồm các hình thức: CA (controlled atmosphere) MA (Modified atmosphere) MAP (modified atmosphere packaging) 2.5/ Một số phương pháp khác: Chiếu xạ Xông khói Làm giảm pH của sản phẩm IV. SỬ DỤNG MÀNG BAO VÀ LỚP PHỦ ĐỂ BẢO QUẢN RAU QUẢ. Khái quát chung về các loại màng bảo quản rau quả. Rau quả tươi đóng một vai trò quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người. Ăn nhiều rau, quả giúp cơ thể tránh được các bệnh về tim, đột quỵ, ổn định huyết áp và ngăn ngừa một số bệnh ung thư, hạn chế hiệu quả các bệnh liên quan đến đường ruột đặc biệt là viêm ruột thừa, bảo vệ mắt khỏi bị 2 loại bệnh thoái hóa rất phổ biến, đó là đục nhân mắt và chấm đen trong mắt…Tuy nhiên hiện nay vì lý do lợi nhuận và tiện lợi rất nhiều loại hóa chất độc hại nhằm bảo quản rau quả tươi lâu đã được sử dụng. Hóa chất được sử dụng phun lên trái cây để bảo quản trái cây tươi lâu hầu hết đều nằm ngoài danh mục và với hàm lượng không thể kiểm soát được. Không chỉ làm giảm chất lượng của trái cây mà những chất này còn gây ra những bệnh nguy hiểm cho người tiêu dùng. Hiện nay, ngoài việc sử dụng hóa chất cách bảo quản phổ biến nhất là bảo quản lạnh. Nhưng theo các chuyên gia dinh dưỡng, cách bảo quản này không tiết kiệm năng lượng lại đòi hỏi chi phí cao. Chính vì vậy việc sử dụng màng bao bảo quản rau quả đang ngày càng trở thành một phương pháp được nhiều người lựa chọn. Nắm vững một số phương pháp bảo quản rau có thể giúp các bà nội trợ không phải lặn lội đi chợ trong những ngày mùa đông lạnh giá, mưa phùn mà vẫn đảm bảo dinh dưỡng cho gia đình; các nhà vườn có thể bảo quản trái cây tươi lâu trong nhiều tuần tránh được việc bán tháo, bán đổ gây tổn thất… Khái niệm về màng bảo quản rau quả. Màng bảo quản rau quả tươi là vật liệu bao quanh rau quả sau thu hoạch nhằm ngăn cản sự tiếp xúc giữa rau quả tươi và các vi sinh vật phá hủy, khí oxy, hạn chế một phần độ ẩm. Từ đó rau quả sẽ không bị dập úng, không bị phá hủy bởi vi sinh vật hay các tác nhân khác từ môi trường. Hiện nay người ta đã tạo ra rất nhiều loại màng bảo quản, nhưng chúng ta cần chọn lựa loại màng nào tối ưu nhất (rẻ tiền, dễ kiếm, không ô nhiễm môi trường…) (trích từ seminar công nghệ chế biến và bảo quản rau quả, đại học Bách Khoa HCM, 2005-2006) Phân loại. Nếu dựa vào nguồn gốc vật liệu tạo màng, có hai loại phổ biến hiện nay: Màng polymer nguồn gốc sinh học và các lớp phủ ăn được. Màng đóng gói theo phương pháp điều chỉnh khí quyển MAP (modified atmosphere packaging) Tác dụng của màng. Màng bọc lên bề mặt vỏ trái cây sẽ có tác dụng: Kìm hãm quá trình hô hấp. Tạo dáng vẻ. Ngăn ngừa nấm bệnh xâm nhập. Làm giảm quá trình thoát hơi nước trên bề mặt vỏ trái cây. (Guilbert & Biquet, 1989) → màng bao sẽ giúp kéo dài thời gian tươi ngon của trái cây sau thu hoạch. Đặc tính của màng. Không độc, không mùi vị. Điều khiển được tính thấm khí và khả năng ngăn ngừa sự thoát ẩm của rau quả đối với môi trường xung quanh. Có tính đàn hồi, khó bị xé rách. Màng polymer sinh học. Khái quát chung. Nói chung các polyme sinh học đều có hiệu quả cao và dễ chế biến thành màng mỏng nhờ công nghệ gia công chất dẻo thông thường; các polyme sinh học nguồn gốc tự nhiên phổ biến nhất được sử dụng hiện nay là những polyme có nguồn gốc polysaccarit và protein. Polysaccarit tan được sử dụng để tạo ra các lớp mỏng vật liệu ăn được trên bề mặt thực phẩm hoặc giữa các thành phần thực phẩm với nhau. Các màng này hoạt động như chất ức chế ẩm, khí, hương vị và vận chuyển chất lỏng. Chúng có thể bao gồm các chất chồng oxy hóa, tác nhân chống vi khuẩn, chất bảo quản và các chất phụ gia khác để tăng tính nguyên vẹn cơ học hay các đặc tính trong quá trình xử lý, chất lượng thực phẩm và để thay đổi độ bóng bề mặt. Nhiều loại polysaccarit tan và các dẫn xuất của chúng có thể sử dụng để phủ bao gồm alginat, carageenan, xenlulozo và dẫn xuất pectin, tinh bột và dẫn xuất…Gần đây protein cũng được coi là chất liệu tạo màng dễ phân hủy. Protein rất hấp dẫn các nhà hóa học polyme vì chúng có nhiều chức năng về mặt hóa học, protein sẵn có trong tự nhiên và khá phù hợp cho công nghệ tạo màng. Màng polysaccarit và protein chắn khí tốt nhưng chắn ẩm kém. Tuy nhiên hiện nay đã phát triển được một số loại màng protein bền với nước. Các loại vật liệu sử dụng trong các lớp phủ ăn được và màng. Rất nhiều loại vật liệu khác nhau có thể được sử dụng trong các lớp phủ và công thức tạo màng. Những mô tả về các loại thành phần chính phổ biến nhất hay các loại màng được đưa ra dưới đây. 2.2.1/ Các lipit. Lipit bao gồm các nhóm hợp chất kỵ nước, với các ester trung hòa của glycerol và các acid béo. Chúng cũng bao gồm sáp. Các acid béo và các alcohol thiếu sự toàn vẹn về mặt cấu trúc và thường bền ở dạng tự do giúp tạo màng tốt. Có bản chất dễ gẫy, lipit thường được kết hợp với một cấu trúc mạng lưới của vài hợp chất jhac1 chẳng hạn như polysaccharide. Các hợp chất lipit vì thế thường xuất hiện trong các lớp phủ hỗn hợp từ ít nhất hai thành phần. Các mạng lưới củng cố này, nếu được làm từ các polymer ưa nước, có thể ảnh hưởng đến khả năng chống chịu của màng đối với sự vận chuyển hơi nước. Tổng quát, các loại dầu không chống lại sự thấm các loại khí và hơi nước tốt bằng các dạng sáp rắn. Stearyl alcohol là vật liệu chống thấm O2 tốt nhất. Tóm lại, các lớp phủ có bao gồm các lipid dạng rắn lên đến 75% có thể sử dụng cải thiện vẻ bề ngoài của lớp phủ mà không làm mất đi đặc tính chống ẩm, nhưng nếu chỉ dưới 25% dạng rắn, tính thấm sẽ tăng lên. Một số các loại dầu như: dầu parafin, dầu khoáng, dầu hải ly (castor oil), dầu cải, acetylate monoglyceride, và các loại dầu thực vật (dầu phộng, dầu bắp, dầu nành) có thể được sử dụng kết hợp với các thành phần khác hoặc sử dụng riêng để phủ các sản phẩm thực phẩm. Các loại sáp như: parafin, carnauba, sáp ong và các sáp polyethylene cũng có thể sử dụng kết hợp hay độc lập để làm lớp phủ thực phẩm. 2.2.2/ Các Protein. Các loại protein đã được sử dụng cho các ứng dụng phi thực phẩm nhờ đặc tính tạo màng của chúng từ thời cổ đại dưới dạng các hợp chất keo, sơn da thuộc, các lớp phủ giấy và mực. Gần đây hơn, các vật liệu protein, chằng hạn như protein casein của sữa và protein zein của bắp đã được dùng làm màng phủ ăn được cho các loại thịt xay, cũng như các loại hạt và sản phẩm bánh ke. Các lớp màng protein có nguồn gốc thực vật bao gồm zein bắp, gluten bột mì, protein đậu nành, protein đậu phộng. Keratin, collagen, gelatin, casein và protein whey sữa là những loại màng có nguồn gốc động vật. Điều chỉnh giá trị pH của các lớp màng protein có thể làm thay đổi dạng màng và tính thấm. Hầu hết các màng protein thì hút nước và vì thế không phải là vật cản ẩm tốt. Tuy nhiên các màng protein khô như zein, gluten bột mì, và đậu nành thì có tính thấm O2 kém. 2.2.3/ Các cacbohydrate. Polysaccharide được sử dụng trong thực phẩm với tác dụng làm đặc, làm bền, tác nhân tạo gel và nhũ hóa. Chúng cũng có thể là các tác nhân để sản xuất những màng ưa nước từ những nguồn dồi dào và có thể phục hồi với rất nhiều dạng có tính dẻo, tương đối ít thấm khí, nhưng lại kém chống nước. 2.2.3.1/ Xenlulozo. Xenlulozo là dạng polysacchride chiếm số lượng nhiều nhất, là một thành phần chính cấu tạo nên thành tế bào. Xellulozo được cấu tạo bởi các đơn phân là các phân tử glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4. Dưới trạng thái tự nhiên, xenlulozo không tan trong nước, nhưng những dẫn xuất của chúng như Natri- carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC) và hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) thì tan trong nước. Các loại dẫn xuất này có các tính thấm nước và khí khác nhau và là những chất tạo màng tốt. CMC và MC không độc, được sản xuất ở Mỹ và hầu hết các quốc gia Châu Âu. HPC và HPMC không được phép sử dụng cho thực phẩm ở nhiều quốc gia. Vài loại màng thương phẩm được sản xuất từ xenlulozo như, TAL Pro-long (Courtaulds Group, London), Semperfresh (United Agri Products, Greeley, Co) và Nature Seal (EcoScience Corp, Orlando, FL). Một số sản phẩm từ xenlulozo khác được gọi là sợi cellulo (cellulo fiber), sản phẩm này được tạo nên từ vi khuẩn xenlulozo qua quá trình lên men hiếu khí xenlulozo của chủng Acetobacter. 2.2.3.2/ Pectin. Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và ester methyl của chúng. Pectin có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây. Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào, và dạng hòa tan pectin tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào. Về mặt cấu tạo, Pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các mạch của phân tử acid D-galacturonic C6H10O7, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside. Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl (-OCH3). Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng trăm đơn vị galacturonic. Pectin phân làm hai loại. HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao: MI >7%, trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE >50%). LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI <7%, khoảng từ 3-5%, trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE <50%). Các lớp màng phủ từ pectin nhìn chung có tốc độ thấm nước cao do bản chất ưa nước của chúng. Việc này có thể cải thiện bằng các them vào thành phần tạo màng paraffin hay sáp. Độ căng giãn của màng pectinic acid tăng lên khi số nhóm methoxyl tăng. 2.2.3.3/ Chitin/ Chitosan. Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, nhưng không giống chitin nó lại tan được trong dung dịch acid. Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza. Chitin là thành phần chủ yếu của mô biểu bì ở côn trùng và giáp xác. Về cấu tạo nó gần giống với xenlulozo và cũng có chức năng tương tự. chitin là một polyme mạch thẳng trọng lượng phân tử cao gồm các đơn vị N-acetyl-D glucosamin được nối với nhau bởi các liên kết β-D 1-4. Nó là một loại vật liệu không tan giống xelulozo và phản ứng hóa học thấp. Giống như xenlulozo, nó cũng có chức năng như một polysaccarit tạo cấu trúc. Nó có nhiều trong giáp xác, côn trùng, nấm, vỏ tôm, cua. Vỏ xương của các loài giáp xác này chứa khoảng 75% canxi cabonat và 15-20% chitin. Về tác dụng tạo màng và đặc tính tạo màng của chitin và chitosan sẽ được đề cập trong phần ứng dụng. 2.2.3.4/ Tinh bột. Tinh bột là polysaccarit dự trữ chủ yếu của thực vật bậc cao có trong hạt, củ, rễ và một lượng nhỏ trong thân và lá. Nó tồn tại dưới dạng không tan trong nước, các hạt hình cầu với hình dạng, kích thước và phân bố kích thước đặc trưng cho từng loại thực vật. Các vật liệu từ tinh bột (amylose, amylopectin và các dẫn xuất) đã được sử dụng để tạo nên các lớp phủ. Những màng này được cho là bán thẩm thấu với khí CO2 nhưng lại không thấm O2. Hầu hết tinh bột đều gồm 25% amylose và 75% amylopectin, trừ tường hợp bắp lai ghép, có tỷ lệ 50%-80% amylose. Trong hai loại này, amylose thì tạo màng tốt hơn. Vài loại dẫn xuất, chẳng hạn như hydroxylpropyl amylose, cho thấy tính thấm O2 chậm , tan mạnh hơn trong nước và có đặc tính kéo giãn tốt. tuy nhiên lại kém bền với hơi nước. Các dextrin cũng được sử dụng tạo màng. Các lớp phủ từ các polymer này có tính thấm hơi nước chậm hơn so với các màng được làm từ tinh bột. Một loại màng trên cơ sở tinh bột đã được sản xuất thành công trong thương mại là dạng dẹt- một phát minh bắt nguồn từ người Nhật đó là một loại màng trên cơ sở tinh bột được chế tạo từ bột gạo bổ sung một lượng nhỏ gôm thực vật. Hồ loãng sau đó được sấy trống ở 1020C trên trục gia nhiệt. Nó tạo ra màng mỏng và cần được bảo quản ở độ ẩm được kiểm soát nghiêm ngặt để tránh giòn vỡ. 2.2.3.5/ Aloe Vera - nha đam. Gel nha đam đã được sử dụng để phủ nho tươi và kép dài thời gian sử dụng chúng lên khoảng 35 ngày tại 10C. loại gel thể hiện tính chất như một màng chắn đối với O2 và CO2, tạo nên một dạng màng kiểu MA, và cũng có khả năng chống ẩm, và chính vì lý do đó giảm được việc mất khối lượng, hóa nâu, mềm nhũn, và sự phát triển của nấm men cũng như nấm mốc. Dạng vật liệu này được nhận thấy có chứa các chất chống vi sinh vật và vì vậy chống đươc thối rữa. Aloe veera chứa các cacbohydrate malic acid-acetylat (bao gồm các β-1-4-glucomanna) được chứng minh rằng có tính chống viêm. Các phụ gia và chất xử lý thêm vào công thức màng. Các chất khác thêm vào màng hay lớp phủ ăn được bởi hai lý do cơ bản. Một là để cải thiện cấu trúc, cơ chế và điều chỉnh các đặc tính của lớp phủ. Lý do thứ hai là để cải thiện chất lượng, mùi vị, màu sắc cũng như các đặc tính tự nhiên của các sản phẩm được phủ. Chất làm mềm dẻo, chất nhũ hóa và chất hoạt động bề mặt. 2.3.1.1/ Chất làm mềm dẻo (Plasticizer) Các chất làm mềm dẻo thường sử dụng là những chất có khối lượng phân tử nhỏ và có thể làm tăng độ bền cũng như tính linh động cho lớp phủ, tuy nhiên nó cũng làm tăng tính thấm của lớp phủ đối với hơi nước và các chất khí. Các chất làm mềm dẻo phổ biến thường bao gồm các polyol như glycerol, sorbitol, manital, propylene glycol và polyglyceride. Sucrose, các este của acid béo và các acetylat monoglyceride cũng được sử dụng như chất làm mềm dẻo. Chất nhũ hóa và Chất hoạt động bề mặt. Chất nhũ hóa có thể phân loại thành các tác nhân hoạt động bề mặt hay chất ổn định phân tử lượng lớn. Chất ổn định phân tử lượng lớn là protein, các loại gum, và tinh bột làm chất nhũ hóa. Các tác nhân hoạt động bề mặt làm giảm hoạt độ nước bề mặt và có hiệu quả đến tốc độ mất ẩm của thực phẩm khi được sử dụng trong màng phủ. Điều này đã được chứng minh bởi glycerol monopalmitate và glycerol monostearate cũng như các rượu béo 16 đến 18 cacbon. Việc giảm hoạt độ nước bề mặt tại mặt tiếp xúc hai pha nước- dầu giúp cho cả hai pha ổn định nhũ hóa, điều này khá quan trọng trong việc kéo dài thời gian sử dụng cho các lớp phủ. Cân bằng giữa liên kết ưa nước- liên kết kỵ nước (hydrophilic-lipophilic balance HLB) của các chất hoạt động bề mặt phân các chất này ra theo những phần ưa nước và những phần kỵ nước. Điều này giúp chúng thể hiện vai trò của những chất nhũ hóa. Các tác nhân diệt nấm và khống chề sinh học. 2.3.2.1/ Các tác nhân diệt nấm. Trái cây tươi và các loại rau quả dễ bị ảnh hưởng bởi rất nhiều loại nguyên nhân gây hư hỏng sau thu hoạch, điều này có thể giảm thiểu nhờ vào việc xử lý với các thuốc diệt nấm khi phủ hoặc không phủ sáp. Khoảng 20 hợp chất đã được phát triển và kiểm tra để sử dụng làm thuốc diệt nấm sau thu hoạch trong suốt hơn 30 năm qua, nhưng nhiều loại bị cấm hoặc không được cho phép tại Mỹ cũng như một số quốc gia khác. Sử dụng thuốc diệt nấm trong lớp phủ trái cây đã được sử dụng cho các loại quả citrus, bao gồm thuốc Benomyl, imazalil, và thiabendazole (TBZ), hai loại sau hiện nay đã được đăng ký để sử dụng cho các loại quả citrus tại Hoa Kỳ. Việc sử dụng thuốc diệt nấm trong các lớp phủ cho các loại quả hạch (thường là methyl1-1-(butylcarbamoyl)-2-benzimidazolecarbamate hay benomyl), đu đủ (TBZ), dâu tây ((3-(3,5-dichlorophenyl)-N-(1-methylethyl)-2,4-dioxo-1-imidazolidinecarboxamide,iprodione hay Roveral), cà chua ((N-[(trichloromethyl)thio]-4-cyclohexene-1,2-dicarboximide hay captan) và táo (Roverol) cũng như captan và benomyl cho quả mâm xôi. Các tác nhân khống chế sinh học. Các loại nấm men và vi khuẩn đối kháng ức chế sự phát triển của nấm mốc và vì vậy kéo dài thời gian sử dung của rau quả và trái cây tươi. Cơ chế của việc này được thể hiện trong các hợp chất kháng sinh, sự cạnh tranh để lấy thức ăn tại những vùng bị giập của các sản phẩm tươi, tương tác trực tiếp với các nguồn vi sinh gây hại, và sự cảm ứng những phản ứng bảo vệ của cơ thể vật chủ. Những ho85p chất này đã thành công trong việc ứng dụng cho lớp phủ trái cây và cho thấy có thể làm chậm lại sự hư hỏng của các loại quả citrus. Hai sản phẩm trên thị trường Hoa Kỳ là Biosave (EcoScience Corp.,Orlando,FL) chứa các vi khuẩn đối kháng (Pseudomonas syringae), và Aspire® (Ecogen Corp. Langhorne, PA), chứa một loại nấm men đối kháng (Candida oleophila) để kiểm soát quá trình thối rữa ở táo và các quả họ citrus. 2.3.3/ Chất bảo quản. Các chất bảo quản hóa học như muối, nitrit và sulfit đã được sử dụng từ rất lâu nhằm kéo dài thời gian sử dụng cho các sản phẩm thực phẩm. Các lớp phủ cũng có thể đóng vai trò như một chất mang các tác nhân chống vi sinh vật trong quá trinh xử lý thực phẩm. 2.3.3.1/ Các Benzoate, Các Sorbate, và những acid hữu cơ chuỗi ngắn khác. Các chất bảo quản như acid benzoic và các benzoat hiệu quả nhất ở pH 2,5-4. Không hiệu quả nếu pH cao hơn 4.5. Các chất bảo quản này ức chế các loại nấm men và nấm mốc hiệu quả hơn vi khuẩn và tại Việt Nam được sử dụng tối đa với liều lượng 0,1%. Acid lactic, acetic, propionic, fumaric và acid citric cũng được sử dụng trong các lớp phủ nhằm chống lại hoạt động của vi sinh vật. Việc sử dụng các loại màng bao có chứa các chất bảo quản như các benzoate và sorbate cải thiện khả năng bảo quản của chúng khi sử dụng bao gói các vết cắt trái cây. 2.3.3.2/ Parabens. Paraben là các ester alkyl của các acid hydrozyl benzoic. Chúng hoạt động trong cả điều kiện acid và kiềm. chúng có khả năng chồng nấm mốc và nấm men cao hơn khả năng kháng khuẩn. cơ chế tác dụng của chúng là làm thay đổi trạng thái màng tế bào của vi sinh vật. 2.3.3.3/ Sulfite. Sulfit hay SO2 và các muối của chúng hiệu quả trong việc ức chế nấm men, nấm mốc và đặc biệt là vi khuẩn, chúng cũng chống lại phản ứng hóa nâu enzyme trong thực phẩm. Chúng có thể được dụng cho trái cây và rau quả tươi. Các chất khác. Các chất chống oxy hóa. Các chất chống oxy hóa là những chất ức chế hay chống lại các phản ứng oxy hóa gây hóa nâu một số loại trái cây và rau quả (phản ứng hóa nâu enzyme hay phi enzyme) chúng có thể tác động đến màu sắc và mùi vị của nấm rơm, trái cây, rau quả Các chất chống oxy hóa dạng phenolic. Các chất này bao gồm butylated hydroxyanisole (BHA),butylated hydroxytoluene (BHT),và các ester của acid gallic chẳng hạn như propyl gallate và tertiary butyl hydroquinone (TBHQ). Những chất chống oxy hóa tự nhiên cũng rất hiệu quả như tocopherol và lecithin. Các lớp phủ sử dụng các chất chống oxy hóa này để ngăn chặn sự biến màu của trái cây và rau quả. Đối với táo nếu nhúng trong chất chống oxy hóa diphenylamine (DPA) (300–3000 ppm) hay ethoxyquin có thể giúp giảm sự hóa nâu bề mặt. Các xử lý điều hòa sinh trưởng và các chất khoàng. Canxi. Canxi có rất nhiều mục đích sử dụng cho các công đoạn sau thu hoạch. Các sản phẩm sau thu hoạch nhúng vào dung dịch Canxiclorua (CaCl2) có thể giảm được các biểu hiện như vị đắng hoặc các vế cắt bị thâm trên táo. Canxi hay CaCl2 nhúng hoặc thấm qua trên toàn bộ hoặc các trái cây đã cắt cho thấy có thể tăng độ bền cho táo, đào, việt quất và dâu tây, cũng như làm chậm quá trình chín và thối của bơ, xoài, táo, lê, đào, dâu tây và khoai tây. Điều hòa sinh trưởng. Các polyamine putrescine và spermidine làm thay đổi cấu trúc khi chúng thấm vào táo. Spermine và spermidine làm tăng độ bền vững cho các lát dâu tây. Các chất điều hòa sinh trưởng như 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) và 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T) được thêm vào lớp sáp bao trái cây như các chất chống lại quá trình lão hóa nhằm kéo dài thời gian bảo quản của các loại quýt. Maleic hydrazide (250ppm) và 2,4-D được thêm vào lớp sáp nhũ hóa nhằm làm chậm quá trình chín của xoài. Acid Gibberellic (150ppm) nhằm tránh quá trình mọc mầm của củ khoai lang trong 1 tháng. 2.4/ Phân loại. Trên cơ sở phương pháp sản xuất, các vật liệu polymer sinh học được chia làm ba nhóm chính: polymer được tách trực tiếp từ các nguồn tự nhiên (chủ yếu là thực vật) ví dụ như các polisaccharide (tinh bột, cellulose) và protein (casein, gluten bột mì). polymer được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học từ các monome. Ví dụ: vật liệu polypactat là một polyeste sinh học được polymer hóa từ monome acid lactic. Các monomer này được sản xuất nhờ phương pháp lên men các carbohydrate tự nhiên. polymer được sản xuất nhờ vi sinh vật hoặc vi khuẩn cấy truyền gen. Vật liệu polymer sinh học điển hình nhất trong trường hợp này là polyhydroxyl- alkanoat; chủ yếu là polyhydrobutyrat (HB) và copolyme của HB và hydroxy-valerat (tên thương mại Biopol). 2.5/ Các ứng dụng của màng polyme sinh học. 2.5.1/ Sử dụng polysaccarit tan để phủ và bảo quản rau quả. Ước tính khoảng 25-80% rau quả mới thu hoạch bị hỏng. Rau quả tiếp tục hoạt động trao đổi chất sau khi đã được thu hoạch và sẽ chín hoặc già khá nhanh nếu không áp dụng phương pháp đặc biệt để làm chậm quá trình này. Kéo dài thời gian bảo quản sau thu hoạch có thể thực hiện được nhờ sử dụng các lớp phủ ăn được là các màng bán thấm đối với hơi nước và khí. Các lớp phủ này có thể hỗ trợ hoặc thay thế các kỹ thuật khác được sử dụng với mục đích tương tự như biến đổi hoặc kiểm soát môi trường bảo quản. Sơ đồ phủ sáp, nhựa tan trong nước hoặc phân tán dầu phủ cho một số loại rau quả. Sử dụng lớp phủ sáp cho cam quýt đã có từ những thế kỷ 12, 13 như sơ đồ trên. Vào những năm 1930, sáp trên cơ sở parafin đã được sử dụng làm lớp phủ cho cam, quýt và rau, trong những năm 1950 nhũ tương dầu sáp carnnauba được sử dụng. Các thành phần khác như thuốc diệt nấm, chất chống lạnh, chất màu, chất chống già, bộ phần điều hòa sinh trưởng và tác nhân điều chỉnh sinh học có thể kết hợp vào lớp phủ. Các lớp phủ trên cơ sở monoglyxerit axetylat hóa (AGs), sáp và các chất hoạt động bề mặt được phát triển nhằm loại bỏ các vấn đề liên quan đối với táo như mất độ ẩm, xước bề mặt, dập, hỏng ruột và các vết đốm. Ảnh hưởng của sáp và các lớp phủ từ sáp tới hàm lượng etanol, khí quyển bên trong và mất khối lượng ở táo, cam, quýt, đến thời gian bảo quản của hoa quả nhiệt đới đã được nghiên cứu tổng quan. Lớp phủ sáp cho hoa màu như cà rôt, dưa chuột, cà, bí ngô cũng đã được công bố. Các lớp phủ trên cơ sở polysaccarit khác đã được sử dụng cho rau quả bao gồm: LMP (metoxylpectin thấp) để phủ lạc và quả chà là khô, phủ tinh bột hydroxyl dạng bột cho mận, amylozo tinh bột với chất dẻo hóa cần thiết dùng để phủ chà là và nho, este amylozo của acid béo và một lớp protein đậu tương hoặc ngô dùng cho đậu lạnh khô, cà rốt và táo, bột CMC (natri cacboxy xenlulozoglycolat) và tinh bột dùng cho các miếng rau quả tươi mới cắt, chitosan và acid lauric dùng cho các lát táo. Nhiều lớp phủ được sử dụng cho rau quả hiện nay tương tự với các loại đã sử dụng trước đây. Lớp phủ sáp hay các lớp phủ thương mại trên cơ sở sáp hoặc sáp polyetylen đã được công đã được nghiên cứu và công bố trong một số tài liệu. MC (metylxenlulozo) đã được sử dụng để phủ trái cây và chống mất độ ẩm. HPC (hydroxylpropyl xenlulozo) độc đáo ở chỗ nó là chất nhiệt dẻo thực và có thể được ép đùn thành màng từ trạng thái nấu chảy, loại màng này được sử dụng để tạo ra các khoang túi cho phép người gia công có thể bổ sung một lượng nhất định chất phụ gia như trộn trước chất màu và vitamin trực tiếp mà không cần xử lý thêm. Lê và chuối có thể được phủ bằng CMC và các chất nhũ hóa este acid béo. Lớp phủ này làm tăng sức đề kháng một cách hiệu quả chống lại thối rữa do nấm ở táo, lê, mận nhưng kém hiệu quả trong việc giảm tần số hô hấp và mất nước ở cà chua. Một lớp phủ bao gồm các thành phần tương tự, chứa tỷ lệ cao hơn các este acid béo không no mạch ngắn có tác dụng ức chế sự phát triển màu, giữ lại acid và sự rắn chắc cho táo, quyết định thời gian bảo quản cam, quýt. Tuy nhiên nó lại không hiệu quả trong việc giảm mất nước ở dưa hấu. Bổ sung sáp vào làm tăng độ bóng của lớp phủ. Lớp phủ carageenan do tập đoàn quốc tế Mitsubishi nghiên cứu dùng cho sản phẩm tươi. Các lớp phủ carageenan khác được sử dụng để ức chế mất độ ẩm khỏi thực phẩm được phủ. Các lớp phủ từ gellan và algint được sử dụng để phủ nấm nhằm kéo dài thời gian sử dụng và tránh những thay đổi trong cấu trúc trong thời gian bảo quản ngắn. Nghiên cứu chi tiết hơn phân tích mối quan hệ giữa lớp phủ gôm với cấu trúc nấm alginat hay alginat ergosterol có hoặc không có chất nhũ hóa đươc sử dụng để phủ nấm ăn Agaicus bisporus. Cấu trúc của mô nấm được nghiên cứu chi tiết vì khả năng tương thích giữa lớp phủ và bề mặt bên ngoài là rất quan trọng để phủ thành công. Mô nấm xốp và dễ dàng thấm vào nó, bao gồm các chất khoáng được sử dụng làm tác nhân khâu mạch và các polymer tan trong nước được sử dụng để chuẩn bị lớp phủ đã được khảo sát. Sức căng bề mặt củ dung dịch phủ là một trong những tham số quan trọng để xem xét vì giá trị này giảm sẽ dẫn tới khả năng thấm ướt bề mặt tốt hơn. Phối hợp alginat, ergosterol là sự lực chọn tốt nhất để duy trì kích thước và hình dạng của nấm được phủ. Lớp phủ được thiết kế để tác động đến khả năng thấm oxy và cacbonic. Sự hô hấp của sản phẩm thải ra oxy và tích tụ cacbonic. Cần phải cẩn thận trong khi thiết kế lớp phủ; nếu mức oxy giảm xuống quá thấp các phản ứng kỵ khí sẽ diễn ra làm mất hương vị và gây chín bất thường. Dung dịch đặc ethanol và acetaldehyt có thể được sử dụng làm chất điều chỉnh cho sản phẩm cuối hoặc gần cuối quá trình hô hấp kị khí. Mức oxy dưới 8% giảm sinh ra etylen và mức cacbonic trên 5% trì hoãn hoặc ngăn cản phản ứng với etylen trong mô quả, bao gồm sự chín. Vì vậy, rau quả sẽ giảm hô hấp, sinh ra ít etylen hơn, làm chậm quá trình chín và kéo dài thời gian bảo quản. 2.5.2/ Màng trên cơ sở pullulan. Sự lên men bởi tinh bột và đường thô bởi nấm Aureobasidium (Pullularia) pullulans tạo ra một chất nhầy polysaccarit ô mạng mở rộng, pullulan chiếm 70% lượng tạo thành. Polyme sinh học này có khả năng sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, vì dụ như phun bọc trên hoa quả, rau và màng đóng gói, bao bì. Nó có thể được sử dụng như một thành phần trong thực phẩm và đồ uống chứa ít calo. Chúng có độ nhớt tương đối, có khả năng phân tán và giữ độ ẩm, ngăn chặn nấm mốc phát triển. pullulan được cung cấp dưới dạng bột trắng, không mùi, không vị. Nó hòa tan nhanh trong nước lạnh cho dung dịch không màu. Pullulan được chấp nhận do đặc tính mềm dẻo của màng, tan trong nước, có khả năng phân hủy sinh học với độ chống thấm oxy cao. Màng trên cơ sở hỗn hợp pullulan, natri cezeinat và protein phân lập từ đậu tương (SPI) hoặc một peptit. Các thông số được kiểm tra là: tính chất bề mặt màng, độ tan hệ số phân tán của oxy và tác dụng của SPI với độ thấm oxy và sức căng cực đại của màng. Cấu trúc của những màng này trở nên thô ráp khi bổ sung SPI. Sự bổ sung peptit không có tác dụng trên bề mặt hoặc độ thấm của màng trên cơ sở pullulan. 2.5.3/ Màng chitosan. 2.5.3.1/ Giới thiệu chung. Cả chitin và chitosan đều có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và cuộc sống, đặc biệt là trong chế biến và bảo quản thực phẩm. Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tính trên toàn thế giới là 5,11 triệu tấn/ năm. Vì vậy việc chế biến màng bảo quản chitosan đã giải quyết phần nào lượng chất thải trên và cho thấy tiềm năng phát triển trong tương lai của loại màng này rất cao. Chitin. Chitin và chitosan rất giống nhau về cấu trúc, chỉ khác nhau về độ acetyl hoá, thực chất là khác nhau về hàm lượng của các nhóm –NHCOCH3 và nhóm –NH2 trong chitin và chitosan. Chitosan chứa nhiều nhóm –NH2 hơn nên mới có tính chất tan trong dung dịch axit. Cũng vì thế mà từ chitin, các nhà khoa học biến đổi thành chitosan và các dẫn chất chitosan để có các tính chất theo yêu cầu sử dụng trong đời sống. Ở nước ta chitosan đã tạo được dạng tan trong nước. Các nhà khoa học đã tạo dược dẫn chất chitosan là N–Carboxymetylchitosan, N–Carboxybutylchitosan hơn hẳn chitin/chitosan ở chỗ tan được trong nước. Chitosan tan trong dung dịch axit tạo gel có thể tráng mỏng thành màng, vì vậy, từ lâu người ta đã dùng chitosan tạo màng không thấm bao các loại trái cây để bảo quản lâu hơn. 2.5.3.2/ Đặc tính của chitosan. Chitosan là polysaccarit có đạm, không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. Là một chấn rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau. Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị. Không tan trong nước, dung dịch kiềm và acid đậm đặc nhưng tan trong acid loãng pH=6, tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309-3110C. 2.5.3.3/ Tổng quát về cách tạo màng bọc chitosan. Chitosan được nghiền nhỏ bằng máy để gia tăng bề mặt tiếp xúc. Pha dung dịch chitosan 3% trong dung dịch acid axetic 1,5%. Sau đó bổ sung chất phụ gia PEG-EG 10% (tỷ lệ 1:1) vào và trộn đều, để yên một lúc để loại bọt khí. Sau đó đem hỗn hợp thu được quét đều lên một ống inox đã được nung nóng ở nhiệt độ 64-650C. Để khô màng trong vòng 35 phút rồi tách màng. 2.5.3.4/ Ứng dụng của màng chitosan. Các thí nghiệm thực tế cho thấy chitosan có khả năng ức chế hoạt động của một số loại vi khuẩn như E.Coli. Một số dẫn xuất của Chitosan diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài. Có thể bảo quản các loại thực phẩm tươi sống, đông lạnh khi bao gói chúng bằng các màng mỏng dễ phân hủy sinh học và thân môi trường. Thông thường người ta hay dùng màng PE để bao gói các loại thực phẩm khô. Nếu dùng PE để bao gói các thực phẩm tươi sống thì có nhiều bất lợi do không khổng chế được độ ẩm và độ thoáng không khí (oxy) cho thực phẩm. Trong khi bảo quản, các thực phẩm tươi sống vẫn "thở", nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển. Màng bao bọc bằng chitin và chitosan sẽ giải quyết được các vấn đề trên. Trong thực tế người ta đã dùng màng chitosan để đựng và bảo quản các loại rau quả như đào, dưa chuột, đậu, bưởi v.v... Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói. Loại này đã được sản xuất thử. Một ứng dụng nữa của chitosan là làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hóa của oquinon. Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn. Dùng màng chitosan bảo quản chuối. Thời gian bảo quản kéo dài gấp 3 so với bình thường và có thể ứng dụng trên diện rộng với khối lượng trái cây lớn. Từ chế phẩm sinh học chitosan được sản xuất từ vỏ tôm, qua gần 4 tháng nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Văn Toàn, sinh viên Phạm Võ Minh Thiện, khoa công nghệ sinh học Trường ĐH Quốc tế (ĐH Quốc gia TPHCM), đã nghiên cứu thành công quy trình ứng dụng chế phẩm này để bảo quản các loại trái cây phổ biến hiện nay ở Việt Nam, đặc biệt là chuối. Chuối mau bị mốc khi bảo quản bằng cách thông thường và Chuối tươi lâu nhờ sử dụng chế phẩm sinh học chitosan để bảo quản. Chuối được bao màng chitosan nhờ dùng phương pháp phun sương. Bước đầu tiên, phân loại và định danh các loại vi khuẩn và nấm “chuyên” gây thối rữa thực phẩm nói chung, trái cây nói riêng như nấm mốc aspergillus niger, vi khuẩn gram âm - pseudomonas aeruginosa và vi khuẩn gram dương - staphylococcus aureus. Bước tiếp theo là tìm ra phương pháp hạn chế khả năng xâm thực và gây hại của các đối tượng này bằng chế phẩm sinh học chitosan. Chế phẩm sinh học chitosan được tạo ra bằng cách hòa tan 1 g chitosan trong axít axetic loãng 1% và dùng làm dung dịch gốc (hay còn gọi là dung dịch nguyên). Tùy theo loại trái cây và chủng vi sinh vật gây nhiễm mà pha dung dịch nguyên thành các dung dịch thứ cấp có nồng độ khác nhau để ứng dụng cho việc bảo quản. Sau đó, dùng phương pháp phun chế phẩm sinh học chitosan lên bề mặt trái cây. Ưu điểm của phương pháp này là kéo dài thời gian bảo quản độ tươi của chuối gấp 3 lần so với các mẫu chuối làm đối chứng (không ứng dụng chế phẩm sinh học chitosan). Ngoài ra, nhờ dùng phương pháp phun sương lên trái cây nên có thể ứng dụng phương pháp này trên diện rộng và với khối lượng trái cây lớn Dùng màng chitosan bảo quản bưởi. Bảo quản bưởi bằng màng chitosan trong vòng 3 tháng, bưởi vẫn tươi, không bị úng vỏ. Nghiên cứu của một nhóm sinh viên trường ĐH Nông Lâm TP.HCM. Sau khi nhúng bưởi vào dung dịch chitosan, cứ hai tuần nhóm tiến hành kiểm tra bưởi một lần. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu còn tiến hành đối chứng với các loại màng bao khác như nhựa PE. Với màng chitosan, màu sắc của vỏ bưởi chỉ thay đổi chút ít so với lúc mới hái, nhưng vỏ bưởi vẫn có màu đều nhau, và có thể ăn được sau 3 tháng. So sánh với bao nhựa PE, màng chitosan cho chất lượng tốt hơn trong 3 tháng bảo quản. Tuy bao nhựa PE cũng có thể bảo quản bưởi trong vòng 3 tháng nhưng màu sắc vỏ bưởi không đều, có hiện tượng bị úng vỏ. Bưởi sau 2 tháng được bảo quản bằng màng chitosan. Dùng màng chitosan bảo quản các loại trái cây khác. Xoài Cát Hòa Lộc có vỏ mỏng nên khó bảo quản lâu và vận chuyển xa, gây khó khăn cho việc xuất khẩu. Tiến sĩ Hà Thanh Toàn, Giám đốc Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ cùng các cộng sự đã nghiên cứu khắc phục hạn chế trên bằng cách xử lý chần nước nóng để ngăn bệnh thán thư và ruồi đục trái. Biện pháp này giúp đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu kiểm dịch thực vật cho cây ăn trái. Sau đó, trái được nhúng vào dung dịch Chitosan, tạo nên một lớp màng bao phủ mỏng có tác dụng chống mất ẩm, giảm hao hụt trọng lượng và kéo dài thời gian tồn trữ. Qua các thí nghiệm, xoài được tồn trữ tốt nhất là ở nhiệt độ lạnh từ 10-12oC. Qua quá trình xử lý và tồn trữ, trái xoài được bảo quản tốt nhất trong 4 tuần, thậm chí có khả năng kéo dài 6 tuần, có thể vận chuyển và phân phối đi xa. Theo thạc sĩ Lê Văn Bằng, Chủ nhiệm Câu lạc bộ dịch vụ sản xuất Trái cây của Nông trường Sông Hậu, khi tìm được thị trường xuất khẩu ổn định, nông trường sẽ xây dựng nhà xưởng, đầu tư trang thiết bị để bảo quản xoài theo qui trình công nghệ đã nghiên cứu. Qua nhiều thí nghiệm, các nhà khoa học đã đưa ra qui trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến 8 tuần. Đó là bảo quản trái bằng cách bao màng Chitosan ở nồng độ 0,25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) đục 5 lỗ với đường kính mỗi lỗ 1 mm và ghép mí lại bằng máy ép. Sau đó, bảo quản ở nhiệt độ 120C. Với phương pháp này, phẩm chất bên trong trái như: hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C... luôn ổn định, tỷ lệ hao hụt trọng lượng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đều và đẹp. Màng đóng gói theo phương pháp điều chỉnh khí quyển MAP (modified atmosphere packaging). 3.1/ Khái quát chung về các phương pháp bao gói điều chỉnh khí. 3.1.1/ Modified-Atmosphere Packaging (MAP) Công nghệ MAP là một trong những phương pháp làm giảm cường độ hô hấp của các loại rau tươi cũng như sự phát triển của vi sinh vật sau khi đóng gói nhằm duy trì tình trạng chất lượng ở mức tốt nhất và kéo dài thời gian “sống” của chúng lâu hơn bình thường. Ngoài ra, công nghệ này có tác dụng ngăn ngừa sự bay hơi nước, cũng như hạn chế việc cung cấp O2 và áp dụng việc tăng nồng độ CO2 lên để tránh được hao hụt tự nhiên, đảm bảo được khối lượng và chất lượng mà không cần dùng đến các hoá chất bảo quản khác. Ví dụ với rau muống tươi, bằng công nghệ MAP thời bảo quản có thể kéo dài từ 15 đến 20 ngày ở nhiệt độ từ 10 – 1200C (bình thường chỉ có thể bảo quản được khoảng 3 – 4 ngày) 3.1.2/ Controlled-Atmosphere Packaging (CAP): Trong CAP, thành phần khí thay đổi bên trong bao gói được giám sát và điều chỉnh ở một mức độ đã được thiết lập trước bằng sự cân bằng của máy lọc và những khí đi vào. Phương pháp này gần giống với những thông lệ được sử dụng trong những điều kiện bảo quản lớn có điều chỉnh khí quyển, nơi mà sản phẩm được bảo quản về cơ bản là ở dạng chưa đóng gói với số lượng lớn, ngoại trừ, CAP được sử dụng để bảo quản hay vận chuyển sản phẩm có khối lượng nhỏ hơn. Ngoài ra, chú ý mới trong bảo quản CA ngày nay là bảo quản ở nồng độ O2 cực thấp (ultra-low oxygen_ULO) và bảo quản CA động lực. Rõ ràng là những kĩ thuật này cũng có thể được sử dụng tốt trong CAP. Bảo quản ULO sử dụng O2 ở mức tối thiểu cần thiết để duy trì các mô thực vật; nếu thấp hơn có thể gây rối loạn như hóa nâu hay hoại tử mô. Sử dụng ULO bảo quản ở nhiệt độ 10C - 20C với cường độ 0.5 – 1%O2 và 2 – 3% CO2,. Ví dụ táo Elstar có thể lưu trữ trong một năm với sự tổn thất chất lượng có thể chấp nhận được. 3.1.3/ Active Packaging Phương pháp này cung cấp một giải pháp là thêm các vật liệu hấp thụ hay giải phóng một hợp chất đặc biệt trong pha khí để bảo quản trong những trường hợp không thể cung cấp điều kiện tối ưu. Những hợp chất này có thể hấp thụ CO2, O2, hơi nước, ethylen, hay các chất dễ bay hơi làm ảnh hưởng đến mùi hay hương vị. Đối với một số loại rau, nồng độ CO2 có thể gây ra màu nâu của các mô, trong khi đối với hầu hết các loại trái cây ethylene gây tăng tốc quá trình chín. 3.1.4/ Đóng gói chân không_ Vacuum Packaging (VP) Ở áp suất thấp, hằng số sự lưu thông của không khí về căn bản đã bão hòa với nước (RH 80 – 100%) được duy trì. Việc loại bỏ CO2 và ethylene cũng dễ dàng. Đối với phương pháp này, khí ban đầu là không khí bình thường, nhưng do áp suất giảm, nên lượng O2 có mặt khi bảo quản chỉ bằng khoảng 1/3 lượng bình thường. Đặc biệt, với những sản phẩm đã cắt ( rau và trái cây trộn, táo, rau diếp), VP làm chậm lại những phản ứng nâu hóa do enzyme trên bề mặt cắt. Mặc dù hệ thống thực hiện tốt, thời hạn sử dụng của sản phẩm nông sản có thể kéo dài gấp 3 – 10 lần, nhưng do kĩ thuật phức tạp mà phương pháp này ít được sử dụng rộng rãi như bảo quản CA hay MA. Đóng gói chân không có thể được coi là một dạng của MAP, từ khi một phần của headspace bình thường bị bỏ đi, để lại một không gian ban đầu bị thay đổi mà không được kiểm soát sau khi đóng gói. 3.1.5/ Đóng gói điều chỉnh độ ẩm_ Modified-Humidity Packaging (MHP) MAP, CAP, và VP tất cả tập trung vào thay đổi chuyển hóa khí oxy và carbon dioxide. Tuy nhiên, MHP được thiết kế cho những sản phẩm mà việc mất nước gây ra những tổn thất nghiêm trọng, và vì thế tập trung vào việc kiểm soát nồng độ hơi nước. Một RH thấp gây ra giảm khối lượng nhiều, trong khi một RH cao hơn gây ra thối rữa. Đặc biệt là đối với sản phẩm mà mất nước là nguyên nhân chủ yếu của những thay đổi chất lượng (ví dụ, ớt chuông và cà chua), MHP có thể được hiệu quả sử dụng để giảm thiểu tổn thất về chất lượng. Trong trường hợp này, nồng độ oxy và carbon dioxide trong MHP thường gần bằng không khí xung quanh Hệ thống MHP được thiết kế để kiểm soát không chỉ sự mất nước mà còn kiểm soát sự ngưng tụ.Ở nhiệt độ cao hơn, không khí có thể chứa hơi nước nhiều hơn, do đó giảm giá trị RH. Một gói thiết kế để có RH cao ở nhiệt độ cao sẽ làm ngưng tụ trên bề mặt bao bì hoặc trên các sản phẩm nếu nhiệt độ giảm đáng kể. 3.2/ Đặc điểm của màng được bao gói bằng các phương pháp trên Một khía cạnh quan trọng của thiết kế bao gói là việc lựa chọn vật liệu cho bao gói. Exama và các cộng sự đã nghiên cứu ứng dụng có thể chấp nhận được của 20 loại màng polymer khác nhau và vẫn chưa thể tìm được loại thích hợp với những sản phẩm có cường độ hô hấp cao. Sử dụng màng bao gói có sức cản quá lớn, O2 sẽ được hút hết ra và quá trình lên men sẽ làm mất mùi và vị. ngoài ra, sự kết hợp của O2 thấp và CO2 cũng rất quan trọng. Điều này làm nổi bật hai khía cạnh quyết định lựa chọn màng: tính thấm qua được của O2 và CO2 ở nhiệt độ được sử dụng và tỉ lệ giữa O2 và CO2 có thể thấm qua. Một nhược điểm quan trọng là các thông số kĩ thuật thẩm thấu khí được cung cấp bởi những nhà sản xuất màng thường được quyết định dưới những điều kiện tách biệt với những điều kiện bảo quản có độ ẩm cao và nhiệt độ thấp của sản phẩm có thể hô hấp. Vì vậy, một loại màng thích hợp phải được kiểm tra cùng với sản phẩm dưới điều kiện chính xác trong thực tế. Ngoài ra, tính thấm của các chất khí xuất hiện trong quá trình trao đổi chất, hơi nước, ethylene và chất dễ bay hơi có thể cũng rất quan trọng. Tính thấm ra thấp của hơi nước có thể làm tăng nguy cơ ngưng tụ. Việc ngưng tụ luôn luôn cần phải tránh vì nó tạo ra một môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn. Ngoài ra, việc đổi màu của sản phẩm có thể là kết quả của việc ngưng tụ. Ngày nay, màng polyethlene (PE) và polyvinyl chloride (PVC) là những polymer được sử dụng thường xuyên nhất. Trong thập niên qua, một loại màng mới được giới thiệu với những lỗ rất nhỏ (microperforation) là con đường chính để khuếch tán. Điều thú vị của những màng này là sự khuếch tán của O2 và CO2 qua màng là cân bằng nhau. Điều này cho phép việc tạo ra những bao gói có nồng độ O2 thấp và CO2 cao. Việc điều chỉnh khí như vậy không chỉ thích hợp cho những sản phẩm chế biến sẵn mà còn phù hợp cho sản phẩm chưa qua chế biến và có cường độ hô hấp cao như măng tây, bông cải xanh, nấm, hay giá đậu xanh. Ngoài ra sự lựa chọn các loại màng, còn có những mặt quan trọng khác bao gồm độ dày của màng, diện tích bề