Đang tải... (xem toàn văn)
Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU 2 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHỈNH KHÍ QUYỂN TỒN TRỮ 3 1.1 Phương pháp bảo quản CA 3 1.2 Phương pháp bảo quản MA 3 Khái niệm về MAP 4 Chương 2. CƠ SỞ KHOA HỌC 5 2.1 Đặc điểm của rau quả 5 2.2 Thành phần khí quyển 5 2.3 Bảo quản trong điều kiện khí quyển điều chỉnh 7 2.3.1 Phương pháp CA (Control Atmosphere) 7 2.3.2 Phương pháp MA (Modified Atmosphere) 8 2.3.3 Phương pháp MAP 10 Chương 3. ỨNG DỤNG 12 KẾT LUẬN 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Bảo quản rau bằng màng MA 14 Hình 2: Bảo quản rau bằng màng OTR 15 Hình 3: Bảo quản rau bằng màng PE 16 Hình 4: Cơ chế hoạt động của máy Snorkel 17 Hình 5: Cơ chế vận hành của máy Vacuum chamber machines. 18 Hình 6: Cơ chế vận hành của máy HFFS (a) và VFFS (b) 18 Hình 7: Cơ chế vận hành của máy Thermoforming packaging machines. 19 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: so sánh hiệu quả của bảo quản có điều khiển thành phần khí quyển. 11 Bảng 2: Một số ứng dụng MAP trong bảo quản trái cây. 13, 14 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khi sản lượng lương thực, thực phẩm này càng gia tăng dẫn đến việc gia tăng nhu cầu trao đổi hàng hóa. Để có thể trao đổi hàng hóa, đặc biệt là các loại hàng hóa nông sản, hàng hóa thực phẩm thì cần được bảo quản ở điều kiện tốt nhất để có thể đến tay người tiêu dùng. Bởi vì hàng hóa nông sản và hàng hóa là thực phẩm thì dễ dàng bị hư hỏng trong thời gian ngắn, vì thế mà nhiều phương pháp bảo quản thực phẩm ra đời nhằm giảm sự hao hụt, giảm tổn thất về kinh tế. Các phương pháp bảo quản ngày càng đa dạng và không ngừng đạt hiệu quả cao như bảo quản lạnh, bảo quản sấy khô và đặc biệt là phương pháp bảo quản bằng hóa chất hay còn gọi là chất bảo quản, với tính ưu việt là ít tốn kém, quy trình kỹ thuật đơn giản, thời gian bảo quản lâu. Nhưng với nhiều tính ưu việt của chất bảo quản thì cũng có mặt tiêu cực chính là ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng. Hiện này, mức sống ngày càng được nâng cao ở nhiều quốc gia vì thế việc chú trọng đến sức khỏe ngày càng được quan tâm. Xuất hiện từ đầu thế kỷ 19, phương pháp bảo quản thực phẩm bằng điều chỉnh khí quyển tồn trữ được xem là phương pháp hiệu quả, đặt biệt khi được kết hợp với các phương pháp khác càng làm tăng tính hiệu quả của nó. Khắc phục được nhược điểm phương pháp bảo quản bằng hóa chất hay chất bảo quản, và đã là xu hướng phát triển đến ngày nay. Tuy đã được phát triển từ nhiều thập kỉ trước nhưng việc áp dụng còn rất hạn chế nhất là Việt Nam vì một vài yếu tố khách quan mà đến ngày chưa được phát triển mạnh mẽ. Với xu thế hội nhập toàn cầu, Việt Nam lại là một nước nông nghiệp, để có thể cạnh tranh và đưa hàng hóa Việt tiến vào các thị trường khó tính như Mỹ, Nhật Bản thì việc áp dụng phương pháp bảo quản bằng điều chỉnh khí quyển tồn trữ là hết sức cần thiết. Bởi phương pháp này hiệu quả cao, có thể dễ dàng kết hợp với các phương pháp bảo quản khác, đồng thời thỏa mãn điều kiện của khách hàng, dù là khách hàng khó tính. Trên thế giới đã có bước tiến lớn về bảo quản hoa quả tươi bằng môi trường khí điều chỉnh (Control Atmosphere – CA), môi trường khí điều biến (Modified Atmosphere – MA), và bao gói khí điều biến MAP (Modified Atmosphere Packaging). Đây là những phương pháp bảo quản rau quả tươi tiên tiến nhằm giữ được chất lượng tự nhiên của rau quả, hạn chế sử dụng hóa chất trong quá trình bảo quản và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Điểu chỉnh khí quyển tồn trữ là việc duy trì một thành phần không khí (khoảng 8% O2, và trên 1% CO2) mà khác với không khí trong tự nhiên (khoảng 78% N2 , 21% O2, và 0,03% CO2). Vì thế nhóm mình xin được cung cấp thông tin về phương pháp này thông qua bài làm nhóm.
- Mục Lục DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Bảo quản rau màng MA 14 Hình 2: Bảo quản rau màng OTR 15 Hình 3: Bảo quản rau màng PE 16 Hình 4: Cơ chế hoạt động máy Snorkel 17 Hình 5: Cơ chế vận hành máy Vacuum chamber machines 18 Hình 6: Cơ chế vận hành máy HFFS (a) VFFS (b) 18 Hình 7: Cơ chế vận hành máy Thermo-forming packaging machines 19 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: so sánh hiệu bảo quản có điều khiển thành phần khí 11 Bảng 2: Một số ứng dụng MAP bảo quản trái 13, 14 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, sản lượng lương thực, thực phẩm gia tăng dẫn đến việc gia tăng nhu cầu trao đổi hàng hóa Để trao đổi hàng hóa, đặc biệt loại hàng hóa nơng sản, hàng hóa thực phẩm cần bảo quản điều kiện tốt để đến tay người tiêu dùng Bởi hàng hóa nơng sản hàng hóa thực phẩm dễ dàng bị hư hỏng thời gian ngắn, mà nhiều phương pháp bảo quản thực phẩm đời nhằm giảm hao hụt, giảm tổn thất kinh tế Các phương pháp bảo quản ngày đa dạng không ngừng đạt hiệu cao bảo quản lạnh, bảo quản sấy khô đặc biệt phương pháp bảo quản hóa chất hay gọi chất bảo quản, với tính ưu việt tốn kém, quy trình kỹ thuật đơn giản, thời gian bảo quản lâu Nhưng với nhiều tính ưu việt chất bảo quản có mặt tiêu cực ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng Hiện này, mức sống ngày nâng cao nhiều quốc gia việc trọng đến sức khỏe ngày quan tâm Xuất từ đầu kỷ 19, phương pháp bảo quản thực phẩm điều chỉnh khí tồn trữ xem phương pháp hiệu quả, đặt biệt kết hợp với phương pháp khác làm tăng tính hiệu Khắc phục nhược điểm phương pháp bảo quản hóa chất hay chất bảo quản, xu hướng phát triển đến ngày Tuy phát triển từ nhiều thập kỉ trước việc áp dụng hạn chế Việt Nam vài yếu tố khách quan mà đến ngày chưa phát triển mạnh mẽ Với xu hội nhập toàn cầu, Việt Nam lại nước nơng nghiệp, để cạnh tranh đưa hàng hóa Việt tiến vào thị trường khó tính Mỹ, Nhật Bản việc áp dụng phương pháp bảo quản điều chỉnh khí tồn trữ cần thiết Bởi phương pháp hiệu cao, dễ dàng kết hợp với phương pháp bảo quản khác, đồng thời thỏa mãn điều kiện khách hàng, dù khách hàng khó tính Trên giới có bước tiến lớn bảo quản hoa tươi môi trường khí điều chỉnh (Control Atmosphere – CA), mơi trường khí điều biến (Modified Atmosphere – MA), bao gói khí điều biến - MAP (Modified Atmosphere Packaging) Đây phương pháp bảo quản rau tươi tiên tiến nhằm giữ chất lượng tự nhiên rau quả, hạn chế sử dụng hóa chất q trình bảo quản đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Điểu chỉnh khí tồn trữ việc trì thành phần khơng khí (khoảng 8% O2, 1% CO2) mà khác với khơng khí tự nhiên (khoảng 78% N2 , 21% O2, 0,03% CO2) Vì nhóm xin cung cấp thơng tin phương pháp thơng qua làm nhóm Chương TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHỈNH KHÍ QUYỂN TỒN TRỮ Lợi ích tìm kỹ thuật bảo quản CA/MA Về MA CA giống nhau, khác mức độ kiểm soát Tuy nhiên, CA xác việc kiểm sốt mức độ khí Những lợi ích tiềm quan trọng CA /MA mang lại: - Làm chậm q trình chín, q trình hô hấp, - Trực tiếp gián tiếp ảnh hưởng đến tác nhân gây bệnh sau thu hoạch, giảm cố sâu bệnh mức độ nghiêm trọng - Giảm bớt rối loạn sinh lý quả, tổn thương lạnh - Là cơng cụ hữu ích để kiểm sốt trùng số mặt hàng để đáp ứng yêu cầu kiểm dịch thực vật nước nhập 1.1 Phương pháp bảo quản CA Lịch sử hình thành Theo Dr Richard Sharples vào đầu kỷ 19, nghiên cứu báo cáo tác động có lợi nồng độ carbon dioxide cao oxy thấp bảo quản trái Năm 1918, nghiên cứu có hệ thống chi tiết lần đầu tiên, gọi "khí" lưu trữ trái cây, khởi xướng Franklin Kidd Cyril West Anh Công việc họ đạt đỉnh điểm hai báo cổ điển lưu trữ táo, dựa nghiên cứu thực từ năm 1918 1927 Phòng thí nghiệm nhiệt độ thấp, phục vụ cho nghiên cứu Hóa sinh Lý sinh học Cambridge (Anh) Đó từ Kidd tiến sĩ Bob Smock (Cornell), Archie Van Doren Max Patterson (Washington State University), Ken Olsen người khác, từ có thơng tin biến đổi trái lưu trữ CA (Eugene Kupferman, 1989) Khái niệm Là phương pháp mơi trường điều chỉnh cho hàm lượng O2 thấp hoặc/ CO2 cao Khơng khí điều chỉnh liên tục việc đo chỉnh lý thơng qua q trình bảo quản, thường sử dụng kho bảo quản cố định (kho chuyên dùng cho bảo quản CA) khoang tàu hay container Ứng dụng: Một số sản phẩm bảo quản khí điều chỉnh: ngũ cốc, lúa gạo, táo, cà chua, chuối, đào, cải xanh, măng tây, bơ, xoài, hoa cắt cành thịt ướp lạnh,…CA áp dụng chủ yếu táo, sau cải bắp, xà lách, bơ, măng tây, chuối,… Đối với phương pháp bảo quản khí điều chỉnh CA, loại nơng sản có cơng thức riêng thành phần khí, nhiệt độ, độ ẩm, thời gian bảo quản 1.2 Phương pháp bảo quản MA Lịch sử hình thành Thập niên 1920, sở nghiên cứu khoa học Cambridge (Anh), cho thấy thời gian bảo quản táo tăng lên cách lưu trữ chúng điều kiện có hàm lượng oxi thấp cacbon dioxide cao Còn năm 1930 thịt bò carcases vận chuyển mơi trường có chứa carbon dioxide, tăng gần gấp đôi thời gian tồn trữ trước Kỹ thuật giới thiệu thương mai cho gói bán lẻ đầu năm 1970 châu Âu Vào năm 1979 chuỗi cửa hàng bán lẻ Marks & Spencer tung thử nghiệm sản phẩm thịt bảo quản MAP (Parry, 1993) tạo thành cơng lớn Kể từ việc sử dụng công nghệ MAP ngày mở rộng thị hiếu nhu cầu tiêu dùng ngày tăng thực phẩm tiện lợi, tươi, ướp lạnh chứa chất bảo quản Kỹ thuật bảo rau phương pháp MA (Modified Atmosphere), tạm dịch “khí điều chỉnh” sử dụng nhiều nước giới, nhiều loại quả, chẳng hạn Philippines, Nam phi Kỹ thuật MAP sử dụng loạt loại thực phẩm tươi ướp lạnh, bao gồm nguyên liệu, thịt nấu chín, gia cầm, trái cây, rau gần cà phê, trà bánh Khái niệm Phương pháp bảo quản mơi trường khơng khí cải tiến (phương pháp MA) phương pháp mà thành phần khơng khí có thay đổi thích hợp q trình bảo quản Trong công nghệ bảo quản rau phương pháp MA quan niệm: “Là phương pháp bảo quản mà rau đựng túi màng mỏng polyetylen có tính thẩm thấu chọn lọc tạo màng bao bọc chất sáp đặc biệt” Khi sử dụng để bảo quản nguyên liệu tương tác màng rau làm cho khí có nồng độ khí CO2 O2 thích hợp cho loại rau Phương pháp MA bao gồm: - Phương pháp tạp màng bao cho sản phẩm - Phương pháp bao gói khí điều chỉnh (MAP) Khái niệm MAP Theo Hintlian Hotchkiss – 1986, MAP – Modified Atmosphere Packaging là: “Thực phẩm bao gói bao bì với thành phần khơng khí sửa đổi khác hẳn khơng khí bên ngồi” MAP dạng bao gói bao gồm loại bỏ khí từ bao bì thay vào khí hỗn hợp khí phụ thuộc vào sản phẩm có thay đổi liên tục qua chu kỳ bảo quản yếu tố hô hấp, sinh hố thấm chậm qua bao bì (BLAKISTONE, 1998, R.T.Parry, 1993) MAP trở thành phương pháp thông dụng đáp ứng đòi hỏi bảo quản, vận chuyển bán lẻ cho rau (Day, 1992) Tuy nhiên, khơng giống phương pháp điều chỉnh khí (Controlled Atmosphere CA) khơng điều chỉnh xác thành phần khơng khí nồng độ riêng biệt bao bì hàn kín (Day, 1992) Ứng dụng: Kỹ thuật bảo quản thực phẩm MA hay MAP dùng bảo quản sản phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như: trái cây, rau quả, nguyên liệu chế biến, Ngồi loại nơng sản kỹ thuật bảo quản MA hay MAP ứng dụng bảo quản: thịt, thịt gia cầm, thịt nấu chín, thực phẩm ướp lạnh, mì ống tươi, coffee, trà sản phẩm bánh, Chương CƠ SỞ KHOA HỌC 2.1Đặc điểm rau Rau loại nơng sản tương đối khó bảo quản lượng nước rau chiếm 85% đến 95%, có từ 5% đến 15% chất khô, điều kiện tốt cho vi sinh vật hoạt động Mặt khác thành phần dinh dưỡng rau phong phú chứa chủ yếu đường dễ hấp thu (glucose, fructose, saccarose), polisaccarit (tinh bột, xenlulose, hemiixenlulose, chất pectin), axit hữu cơ, muối khoáng, hợp chất chứa nitơ, chất thơm vitamin… Kết cấu đa số loại rau lại lỏng lẻo, mềm xốp, dễ bị xay xát… Sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập phát triển Trong trình thu hoạch rau xảy q trình hơ hấp dẫn đến q trình sinh lý, hố thuỷ phân nội làm tiền đề cho vi sinh vật phát triển Sau thời gian bảo quản sản phẩm thực phẩm có biến đổi khơng mong muốn làm ảnh hưởng đến giá trị sản phẩm thực phẩm Các phản ứng hoá học oxi hoá chất béo, giảm biến đổi sắc tố, phản ứng sinh hóa làm biến tính protein, hình thành mùi lạ vi sinh vật phát triển, mát vitamin, làm giảm chất lượng thực phẩm có mô lẫn thực phẩm không mô Sự giập trái va đập trình bảo quản không tốt lúc vận chuyển nguyên nhân chủ yếu làm tổn hại trái tổn thất chất lượng tổn thương Việc làm khơ q mức làm tổn hại đáng kể phần lớn sản phẩm thực phẩm Hơn nữa, hoá chất thêm vào thực phẩm cách vơ tình hay cố ý mơi trường (chẳng hạn phụ gia thực phẩm, SO 2, ozon, ammoniac, CO2 ethylene) có thể, làm tổn hại số thực phẩm Thí dụ, ammoniac phụ gia vơ tình (rò rỉ từ máy lạnh), cần phải ngăn ngừa diện huỷ hoại thực phẩm 2.2Thành phần khí Trong điều kiện bình thường khơng khí có: 21% O 2; 78% N2; 0.03% CO2; lại khí khác Thành phần khơng khí mơi trường định trực tiếp đến phản ứng hóa sinh rau ăn Trong mơi trường nhiều khí O2 q trình hơ hấp hiếu khí xảy nhanh ngược lại Hàm lượng CO môi trường bảo quản thường tăng q trình hơ hấp giải phóng CO Thấy với hàm lượng khoảng 7% nhiệt độ khảng 12˚C CO có khả hạn chế cường độ hơ hấp hiếu khí, lượng CO >10% bắt đầu diễn q trình hơ hấp yếm khí Hàm lượng CO >20% ức chế hoạt động số nấm mốc, khả tăng lên kết hợp với bảo quản nhiệt độ thấp ( Nguyễn Thị Thu Hiền, 2008) Các tác động khí bảo quản kỹ thuật - điều chỉnh khí tồn trữ (O2, N2, CO2, Etylen) Etylen: Ethylene gọi khí chín, trình bảo quản hàm lượng chất khí biến đổi có xu hướng tăng lên, ảnh hưởng đến trình chín tiếp rau hậu làm giảm thời gian bảo quản rau Do đó, cần phải theo dõi yếu tố suốt tiến trình bảo quản Khí etylen được hấp thụ tinh thể thuốc tím Nó sử dụng thành công cho sản phẩm lâu dài khơng có lợi mơi trường CA - Cacbon dioxy (CO2): Vai trò CO2 ▪ Tạo mơi trường kỵ khí ▪ Ức chế vi khuẩn nấm mốc ▪ Nếu nồng độ CO2 kho bảo quản cao → giảm giá trị cảm quan sản phẩm CO2 sản phẩm hô hấp sản phẩm cất trữ kiểm sốt cách loại bỏ khơng khí từ khí cất trữ để trì tỷ lệ quy định Nếu CO2 kiểm sốt cách: xả với khơng khí khí nitơ Lọc khí Cacbon thương mại thường trang bị với thiết bị để kiểm sốt thời gian, kiểm soát đầy đủ tỷ lệ CO Hệ thống máy tính kiểm sốt tự động tối ưu hóa hoạt động máy lọc phòng nghiên cứu đưa kiểm soát CO tốt Một máy lọc khí thường sử dụng phục vụ số phần hoạt động phòng thời điểm - Oxy: Vai trò Oxy: ▪ Cần thiết cho phát triển vi sinh vật hiếu khí bắt buộc ▪ Tham gia vào q trình hơ hấp hiếu khí, q trình chín sau thu hoạch lão hóa ▪ Nếu thiếu Oxy: rau hơ hấp yếm khí → cần trì nồng độ oxy mức tối thiểu kho bảo quản Oxygen khí quan trọng để đánh giá kho bảo quản đại CA oxy thấp u cầu kiểm sốt lượng O thấp cất trữ Điều đạt kiểm sốt số lượng khơng khí đưa vào kho lưu trữ phải phù hợp để thay lượng CO hô hấp sản phẩm sinh Để trì xác lượng O2 cất trữ, kho lưu trữ đầy đủ phép phần lớn khơng khí theo đồng hồ thơng khơng qua kiểm sốt rò rỉ Kiểm sốt tự động xem thiết yếu giữ mức O 2% phải giữ tỉ lệ ổn định, tự động hóa nhằm nâng cao chất lượng cất trữ - Nitrogen (N2) N2 khí trơ sử dụng để đuổi O khỏi bao bì Nó sử dụng khí giúp “đổ đầy” ngồi có hiệu ứng tương tự CO2 Tuy nhiên khác biệt rõ hai loại khí CO ức chế vi khuẩn nấm mốc theo nguyên tắc tạo mơi trường kỵ khí 2.3Bảo quản điều kiện khí điều chỉnh 2.3.1 Phương pháp CA (Control Atmosphere) Đây phương pháp bảo quản rau tươi mơi trường khí mà thành phần khí CO 2, O2 điều chỉnh hay kiểm soát suốt q trình bảo quản Mục đích phương pháp CA nhằm làm giảm trình sinh lý, sinh hóa, chẳng hạn làm giảm q trình hơ hấp, giảm mức độ sản sinh ethylen, làm chậm trình chín mềm hóa Ngun lý phương pháp CA: ta thêm bớt thành phần khí nhằm tạo thành phần khí khác biệt với khí bình thường Nói cách khác tăng lượng CO 2, giảm O2 (có thể tăng lượng N2) so với mơi trường khí bình thường • Ưu nhược điểm phương pháp CA − Ưu điểm + Cho hiệu bảo quản cao, thời gian bảo quản kéo dài (6 ÷ tháng) + Trong thời gian bảo quản, chất lượng rau không thay đổi − Nhược điểm + Hệ thống phức tạp, đòi hỏi ý đặc biệt đầu tư xây dựng vận hành kho bảo quản + Tính ổn định chế độ bảo quản không cao, phụ thuộc vào giống, loại, thời vụ, điều kiện địa bàn phát triển nguyên liệu rau Khi bảo quản cam phương pháp CA, nồng độ O 3-5%, nồng độ CO2 khoảng 5-8% Phương pháp CA thường sử dụng để bảo quản trái tươi quy mơ lớn Nó tỏ có hiệu cao thực điều kiện nhiệt độ thấp Với tác dụng bảo quản trên, phương pháp CA sử dụng rộng rãi cho cam Nó cho kết tốt việc giữ giá trị cảm quan giá trị dinh dưỡng cam • Phương pháp tạo khí điều chỉnh: tự nhiên nhân tạo − Phương pháp tự nhiên: + Dựa vào q trình hơ hấp tiêu thụ O2 nhả CO2 + Nồng độ O2 giảm dần CO2 tăng dần + Khi O2 hạ đến nồng độ cần thiết giữ lại cách thổi khơng khí vào + Phương pháp đơn giản, rẻ tiền, dễ ứng dụng trình điều chỉnh kéo dài + Kiểm tra khó thực khơng thể mở kho − Phương pháp nhân tạo: + Dùng khí Nitơ cho vào phòng cho khơng khí rút bớt khí O đến nồng độ cho phép cách cho tiếp xúc với metan propan để đưa nhanh nồng độ O2 đến mức mong muốn + Nồng độ CO2 điều chỉnh theo phương pháp tự nhiên tức lợi dụng khí CO2 thải từ q trình hơ hấp + Dùng phương pháp hấp thụ CO NaOH Ca(OH)2 ethanolamin + Có thể hấp thụ CO2 cách cho khơng khí sục qua nước để CO hòa tan vào 2.3.2 Phương pháp MA (Modified Atmosphere) Tính cơng nghệ bảo quản cách bao gói sản phẩm khí thay đổi (MAP) nhằm kéo dài tuổi thọ thực phẩm nhận biết từ năm 1979 Thực chất phương pháp thay đổi khơng khí bao gói hỗn hợp khí khác nhau, với tỷ lệ cấu tử khí cố định hỗn hợp đưa vào, điều chỉnh sau suốt q trình bảo quản Mục đích phương pháp làm giảm hoạt động hô hấp phản ứng trao đổi chất, hạn chế phát triển vi sinh vật cách làm tăng hàm lượng CO giảm O2 thông qua việc sử dụng loại bao bì có tính chất phù hợp Ngun lý MA tạo hệ thống tồn trữ hệ thống động Ban đầu, bên bao bì hàm lượng O giảm dần việc sử dụng nguyên liệu hàm lượng CO2 tăng dần trình hơ hấp Q trình tiếp tục diễn đến điều kiện cân đạt thời điểm tốc độ tiêu thụ O2 tốc độ sinh CO2 O2 khuếch tán vào bên CO khuếch tán ngồi màng bao gói Do đó, hàm lượng O2 giảm dần CO tăng bao bì tồn trữ Khi tốc độ hơ hấp tốc độ thấm khí Khi sử dụng phương pháp MA để bảo quản rau quả, cần quan tâm đến yếu tố sau: − Loại rau áp dụng − Nhiệt độ − Nồng độ O2, CO2 ethylen − Sự hô hấp rau − Loại bao bì sử dụng Trong yếu tố nói bao bì yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiệu phương pháp MA tính thấm khí O 2, CO2 nước Thật vậy, bao bì có tính thấm cao O 2, hô hấp nhiều, sinh ethylen nhanh chín Còn bao bì có tính thấm khí q kém, tạo điều kiện cho hơ hấp yếm khí Nhìn chung, bao bì có tỷ lệ thấm CO 2:O2 vào khoảng 1:3 thích hợp nhất, bao bì LDPE, PVC, dạng hỗn hợp EVA với LDPE Với phương pháp ta sử dụng bao màng hay bao hai màng Ngồi ra, để q trình khí CO bao bì hạn chế hơ hấp yếm khí, người ta sử dụng bao bì đục lỗ với số lỗ chiếm 2-5% diện tích bao bì 10 hành nhiều nghiên cứu để làm giảm tổn hao chất dinh dưỡng cải Chít (Brassica chinensis L.) Việc điều chỉnh nồng độ khơng khí bao gói với tỷ lệ O2 5% CO2 2% kết hợp bảo quản 10˚C làm giảm q trình hơ hấp rau Bao gói điều kiện khí cải biến MAP bảo quản 10˚C làm giảm trình phân hủy diệp lục, giữ cho có màu xanh bao gói trực tiếp túi PE Cải chít bảo quản điều kiện bảo quản 10 ngày mà chất dinh dưỡng cảm quan không thay đổi Theo nghiên cứu Viện Nghiên cứu bảo quản thực phẩm: bảo quản rau nhiệt độ thấp (10 – 20˚C) kết hợp với bao gói số loại màng mỏng như: PE (Polime Ethylene), PP (Hydrophobic polypropylene), LDPE (Low degree hydrophobic polypropylene), HDPE (Hight degree hydrophobic olypropylene), BOQ – 15, OTTC, OTR, OTR4000 Các loại màng làm dựa công nghệ MAP (Modified Atmosphere Packaging – mơi trường khí cải biến) có khả kéo dài thời gian bảo quản rau từ 15 – 20 ngày nhiệt độ từ 10 – 20˚C, bảo quản nhiệt độ thường bảo quản khoảng từ đến ngày (Báo Đất Việt - 30/11/ 2009) Các màng bảo quản thường có độ dày mỏng khác từ 20 – 50 µm có cấu tạo khác Vì vậy, chúng có khả thấm hút khí nước khác giúp điều chỉnh môi trường bảo quản ổn định, kiềm chế q trình hơ hấp rau quả, giúp rau sống lâu, bị biến đổi độ cứng, hương vị bảo quản Theo ơng Chu Dỗn Thành, Viện Nghiên cứu Rau Quả, phương pháp dùng để bảo quản nhiều loại rau, củ, quả, đặc biệt loại rau, củ, mùa đông như: Cải bắp, cải thảo, bí đao, su hào, súp lơ, cà rốt” Phương pháp MAP làm giảm cường độ hô hấp q trình biến đổi sinh lý, sinh hóa rau, kéo dài thời gian "sống" rau lâu so với bình thường Cơng nghệ có tác dụng ngăn cản bay nước, thay đổi nồng độ O CO2 theo hướng tích cực, giúp hạn chế việc thất thoát vitamin khoáng chất rau, củ, trình bảo quản Nhờ đó, hàm lượng dinh dưỡng rau, củ, đảm bảo Ngoài ra, phương pháp đảm bảo kinh tế Chi phí để bảo quản 1kg rau phương pháp bọc màng bảo quản hết khoảng 200 đồng Các loại túi, màng để bọc bảo quản rau tốt Rau muống, rau cải để đến 6, ngày mà khơng bị héo, bị úa hay hư hỏng Hỗn hợp khí MAP phải lựa chọn tuỳ thuộc vào loại rau quả, nói chung khí O 2, CO2 N2 (Farber, 1991, Day, 1989), Có loại khí hỗn hợp khí Tính chất trơ (Nitơ), tính chất bán tích cực (CO2+N2 O2+CO2+N2) tính chất tích cực (CO2 CO2+O2) Tạo hỗn hợp khí tuỳ thuộc vào loại rau quả, độ chín, vật liệu đóng gói nhiệt độ bảo quản (Farber, 1991) để đáp ứng đòi hỏi nước rau quả, tỉ lệ hô hấp, ổn định màu sắc trạng thái (Parry, 1993), Tuy nhiên, với loại rau hơ hấp 12 mạnh dùng O2+CO2 mức thích hợp (Hochhaus Wild, 1993) Sự khác nồng độ khí O2+CO2 để bảo vệ kéo dài thời gian bảo quản nghiên cứu (Kaji, 1993) − Ưu điểm: Là tăng đáng kể thời gian bảo quản hạn chế q trình hơ hấp, trao đổi chuyển hố chất giảm tổn thất sau thu hoạch mà trì chất lượng thương phẩm giá trị sản phẩm mà không cần dùng hoá chất Sản phẩm bảo quản MAP sản phẩm “sạch” không cần dùng đến hố chất bảo quản tuyệt đối an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng môi trường chung quanh giảm chu kỳ đưa hàng, giảm phế thải, tốt cho chất lượng cảm quan, tăng khoảng cách phân phối, sản xuất tập trung, dễ kiểm soát (Parry, 1993) Bảo quản MAP làm cho trình mềm hoá bị chậm lại, giữ độ chắc, cứng cần thiết, sắc tố chlorophill giảm chậm, carotenoids anthocian không tăng, giảm tạo thành hợp chất thơm ngồi khơng khí ảnh hưởng bị (Plich, 1987; Colelli, 1991; Prince, 1998; Ben- Yehoshua, 1987; Powerie, 1991; Fellmen, 1993; Han, 1999) − Nhược điểm: Bên cạnh ưu điểm nói trên, phương pháp có số nhược điểm sau: + Cấu tạo MAP không theo công thức chung mà phải tuỳ thuộc vào loại rau quả, tốn công sức cho việc nghiên cứu đời sống loại rau tươi + Hiện phương pháp tiến trình nghiên cứu, chưa ứng dụng rộng rãi công nghệ bảo quản rau Bảng 1: so sánh hiệu bảo quản có điều khiển thành phần khí Kho bảo quản lạnh Kho bảo quản lạnh có điều khiển thường thành phần khí Loại rau Nhiệ Độ t độ ẩm (˚C) khơ ng khí (%) Thời gian bảo quản Nhiệt Độ O2 độ ẩm (%) ( ˚C) khơn g khí (%) 13 CO2 (%) Thời gian bảo quản Xúp lơ 9295 2-3 tuần 95 tuần Đậu xanh 7-8 9095 10 ngày 7-8 95 3-5 14 ngày 7-10 9095 10-14 ngày tuần Xu hào 9095 tuần 0-1 95 3 tuần Bắp cải 0-0,5 8590 2-3 tuần 1-3 95 6 tuần Tỏi 65(-1)-0 75 12 tháng Dưa chuột 6-7 tháng 7-10 7-10 95 95 5 Chương ỨNG DỤNG Phương pháp bảo quản phương pháp điều chỉnh, kiểm soát sản phẩm yêu cầu cụ có thành phần khí sản phẩm - điều chỉnh khí tồn trữ thành phần khơng khí thể Với loại sản phẩm khác tồn trữ khác nhau, phù hợp với Bảo quản lương thực Để tránh hao hụt côn trùng (các loại mọt gạo, ), nấm mốc, giảm màu trắng gạo, người ta áp dụng thành cơng việc dùng khí CO2 (30%) silo bảo quản kín, cách bảo quản cho phép giữ phẩm chất lúa tốt thời gian kéo dài - Bảo quản lê Trong phòng bảo quản có chứa 4% CO 2% O2 cho kết tốt (Lê Mỹ Hồng – Bùi Hữu Thuận, 2000) - Bảo quản chuối Chuối bảo quản với thành phần khơng khí thay đổi (O 2; – 5%, CO2; 2-5%) nhiệt độ 10 - 16˚C, thời gian bảo quản: – tuần 14 Đối với chuối vận chuyển đường biển bảo quản nhiệt độ 12 - 16˚C thành phần khơng khí thay đổi (O 2; – 5%, CO2; – 5%), thời gian bảo quản kéo dài tháng - Bảo quản táo Với nồng độ oxy 3%, bảo quản ngày Ngồi ra, táo bảo quản tốt 1˚C với hàm lượng oxy 1% CO2 2,5% (Eugene Kupferman, 2001) - CO2 mức 10 đến 15% hạn chế đáng kể phát triển nấm Botrytis thối dâu tây, anh đào, loại trái dễ hư hỏng khác (Kader, University of California.) 15 Quy trình bảo quản táo kỹ thuật CA: Táo Xử lý sơ Rửa sấy Bọc sáp Phân loại kích thước Đóng gói Làm lạnh sơ Bảo quản CA Sơ đồ: Bảo quản táo kỹ thuật CA Phương pháp MA dùng để bảo quản nhiều loại rau, củ, quả, đặc biệt loại rau, củ, mùa đơng như: Cải bắp, cải thảo, bí đao, su hào, súp lơ, cà rốt… Bảng 2: Một số ứng dụng MAP bảo quản trái Trái %O2 Bơ 3-5 %CO2 7-9 Bưởi Phương pháp Hiệu Tác giả Bao PE 20-30˚C Kéo dài thời gian bảo quản, làm chậm q trình chín Chaplin and Hawson, 1981 Bao PE 10-12˚C Thời gian bảo quản 14 ngày Arpaia, Kader, 2000 Thời gian bảo quản 12 tuần Boralhon, 1994 Giảm nâu hoá vỏ hoạt động enzyme Kader,1993 Cameren, 1995 Cam 0-5 15 ˚C Vải 30 -1˚C Thời gian bảo quản tháng Giảm bệnh đốm đen Alternaria alternata 3 15˚C Thời gian bảo quản 20 ngày Daun et al, 1973 312 2-6 Bao PE + Ca(OH)2 Làm chậm trình chin Scott & Robers, 1966 Bao PE + KMnO4 15˚C Thời gian bảo quản 21ngày Xoài Bao PE 10˚C Bao PE 15˚C Đu đủ Prusky et al, 1997 Illeperuma Jayasuriya, 2002 Giảm tổn thương lạnh Wickham Mohammed,199 Thời gian bảo quản 14ngày Baran et al, 1969 Theo nghiên cứu bảo quản số rau họ cải công nghệ MAP kết hợp với bảo quản nhiệt độ 10 – 12˚C (Báo NNVN - Số ngày 7/5/2010) cán khoa học thuộc Bộ môn bảo quản chế biến (Viện nghiên cứu rau Việt Nam - Bộ nông nghiệp phát triển nơng thơn) có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản rau lên tới 15 – 20 ngày bình thường bảo quản – ngày Quy trình bảo quản sau: Thu hoạch ozon) Để Rửa nước (tốt sục qua nước Đóng gói túi PE Bảo quản kho mát 10 – 12˚C Phương pháp bảo quản điều chỉnh khí dùng để bảo quản nhiều loại rau, củ, quả, đặc biệt loại rau, củ, mùa đông như: Cải bắp, cải thảo, bí đao, su hào, súp lơ, cà rốt… 17 Hình 1: Bảo quản rau màng MA Trước bảo quản rau xử lý nhiệt (35-50˚C), dung dịch CaCl2 (nồng độ 2-8%) Sau xử lý xong rau đựng túi polietylen có độ dày độ thẩm thấu khí thích hợp bảo quản nhiệt độ lạnh Hiệu bảo quản cao đựng màng chất dẻo kết hợp với tạo chân không xử lý nhiệt, bảo quản nhiệt độ thấp Người ta sử dụng số chất sáp để tạo màng Chất sáp vừa màng cản trở bốc nước, đảm bảo trao đổi khí mức cần thiết, vừa chất chống nấm bệnh Các loại chất tạo màng sáp thường dùng nay: Waxol 0.12, Waxol 12 Ấn Độ, CMS, CMC, Protexan Tác dụng bảo quản loại chất phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác có nồng độ chúng Ngồi việc điều chỉnh khí quyển, người ta bổ sung thêm số khí để chống oxy hóa để chống vi sinh vật vào màng Sau số ví dụ màng MA: • Màng OTR: Là loại màng chất dẻo, cấu trúc có độ thấm khí định Cấu trúc có khả làm giảm độ hơ hấp yếm khí, hạn chế nồng độ oxy chứa bao OTR 2000: Loại bao có độ thấm khí với mức thấm 2000 ml oxy giờ/m2 Tương tự OTR 4000 18 Hình 2: Bảo quản rau màng OTR • Màng PE: Có độ thấm khí nên để tăng cường chất lượng bảo quản rau quả, phải dùng kỹ thuật đục lỗ PE 40 có nghĩa màng có 40 lỗ với đường kính 0,1mm/lỗ Nếu bảo quản bao PE, 10˚ C, tồn trữ lên đến 35 ngày, tăng hai lần so với khơng bao gói Trong số loại màng PE ta có loại màng sau: HDPE, LDPE, LLDPE, PP… Trong màng LDPE (dày 50 µm) PP (dày 25 µm) sử dụng nhiều hơn, nhiên bao LDPE cho rau tươi Nếu kết hợp xử lý SO2 với nồng độ 5% thời gian 30 phút với việc sử dụng bao bì OTR 2000 PE nhiệt độ thấp (12˚C) kéo dài thời gian bảo quản lên 20 ngày, tăng thời gian bảo quản quả, cải thiện màu sắc không gây tổn thương vỏ Hình 3: Bảo quản rau màng PE Yêu cầu trang thiết bị: Một khía cạnh quan trọng thiết kế hệ thống lưu trữ CA lựa chọn máy móc thiết bị thích hợp cho việc tạo trì nồng độ khí xác kho Các chức sau cần thực 19 Loại bỏ oxy xung quanh Loại bỏ khí CO2 sản xuất hô hấp Bổ sung không khí để thay oxy tiêu thụ hơ hấp Loại bỏ ethylene Bổ sung khí CO2 Sự cần thiết máy móc để thực chức phụ thuộc hồn tồn vào nơng sản lưu trữ chế độ lưu trữ Kích thước thiết bị phụ thuộc vào tỷ lệ hô hấp sản phẩm Đây yếu tố có biến thể rộng, thơng tin khơng phải phổ biến rộng rãi - Hệ thống CA bao gồm: + Hệ thống thổi khí + Hệ thống buồng chuyên dùng + Thiết bị xác định số 20 Các thiết bị dùng phương pháp MAP - Các thiết bị dùng phương pháp MAP chia làm nhóm chính: + Các thiết bị làm việc gián đoạn: Snorkel machines; Vacuum chamber machines + Các thiết bị làm việc liên tục: Form, fill and seal machines; Thermo-forming packaging machines 3.1 Snorkel machines – Máy sử dụng ống hút khí để hút chân khơng Đặc điểm: Máy loại làm việc bán tự động, dùng kỹ thuật hút chân khơng để bao gói sản phẩm ứng dụng sở có qui mơ sản xuất nhỏ Nguyên tắc hoạt động : Sản phẩm cần bao gói cơng nhân cho vào túi bao bì plastic hàn kín đầu, đầu chưa hàn kín đặt vào vị trí hàn miệng bao máy Snorkel machines, ống hút khí dạng mỏng đưa vào bên bao bì Máy hoạt động hút hết khơng khí bên bao bì tạo mơi trường chân khơng, sau hỗn hợp khí thích hợp nạp vào bên bao bì qua ống hút Ống hút khí phận máy đưa khỏi bao bì chứa sản phẩm miệng bao máy hàn kín lại nhiệt Hình 4: Cơ chế hoạt động máy Snorkel 3.2 Vacuum chamber machines – Máy hút khí buồng hút chân không Đặc điểm: Máy làm việc bán tự động, sử dụng bao bì dạng màng kỹ thuật hút chân khơng để bao gói sản phẩm có kích thước nhỏ gọn Máy dùng nhiều sở sản xuất qui mô nhỏ 21 Nguyên tắc hoạt động : Sản phẩm cần bao gói cơng nhân đặt vào túi nhỏ dạng màng Buồng hút mở túi dạng màng chứa sản phẩm đặt vào bên buồng, sau buồng hút đóng lại Người ta cho máy hoạt động để hút hết phần khơng khí bên bao bì, phần khơng khí khoảng không buồng hút rút chân không Khi môi trường bên buồng hút chân không hỗn hợp khí thích hợp nạp vào qua ống dẫn khí Túi bao bì sau hàn kín nhiệt người ta mở nắp buồng lấy sản phẩm ngồi Hình 5: Cơ chế vận hành máy Vacuum chamber machines Tuy nhiên thiết bị có hạn chế tổn thất khí gas qua lần đóng mở bao gói sản phẩm 3.3 Form, fill and seal machines Đặc điểm: + Thiết bị làm việc liên tục, đạt tốc độ lên đến 120 gói phút (độc lập với kích cỡ gói) nên ứng dụng nhiều xí nghiệp lớn mức độ tự động hố cao + Gồm có loại : Vertical form-fill-seal (VFFS – Thiết bị bao gói theo chiều dọc) Horizontal form-fill-seal (HFFS – Thiết bị bao gói theo chiều ngang) Cả sử dụng kỹ thuật nạp khí trực tiếp vào bao bì mà khơng hút chân khơng nên lượng O đạt cao 80% (Bao gói High O2 MAP) Nguyên tắc hoạt động : Sản phẩm cần bao gói đặt băng tải có phủ lớp màng bao, sản phẩm đưa đến hệ thống nạp khí Trước khí vào hệ thống nạp khí, sản phẩm phủ lên lớp màng bao Trong hệ thống nạp khí, thành phần khí thích hợp nạp liên tục vào bên không gian hệ thống sản phẩm lớp bao bì Sau mép cạnh bao bì hàn kín nhiệt khỏi hệ thống nạp khí qua phận hàn kín đầu lại bao bì cắt rời sản phẩm 22 (a) ( b) Hình 6: Cơ chế vận hành máy HFFS (a) VFFS (b) Hạn chế: máy không sử dụng hệ thống hút chân không mà tạo mơi trường chân khơng cách nạp khí trực tiếp vào bên bao bì nên tiêu thụ khí gas cao Khí gas sử dụng theo tiêu chuẩn để tạo hình, làm đầy, ghép mí khoảng 30-300 slm 3.4 Thermo-forming packaging machines Đặc điểm: hác với VFFS HFFS, máy Thermo-forming packaging machines có kết hợp với khay chứa lớp nắp cải tiến, buồng chân không, máy hút chân không dùng kỹ thuật bù chân không để rút hết khơng khí sau nạp hỗn hợp khí vào khay lớp nắp Vì máy có dùng bước hút chân khơng trước nạp khí nên lượng O2 đạt lên tới 85-95% Nguyên tắc hoạt động : + Vật liệu tạo khay có dạng mỏng cuộn ống, kéo rút qua phận tạo khay cách dùng nhiệt tạo khay có hình dạng cụ thể Trường hợp vật liệu khơng thể tạo hình nhiệt, khay tạo hình sẵn đưa lên băng chuyền + Sản phẩm đặt lên khay sau phủ lên lớp màng bao mỏng, khơng khí bên rút ngồi hỗn hợp khí mong muốn đưa vào sau hàn kín lại nhiệt + Thiết bị có tính tự động hố cao nên sử dụng rộng rãi nhiều nhà máy xí nghiệp lớn 23 Hình 7: Cơ chế vận hành máy Thermo-forming packaging machines 24 KẾT LUẬN Vấn đề bảo quản rau sau thu hoạch nước ta ngày quan tâm khâu tất yếu để giải đầu sản phẩm, nâng cao chất lượng vấn đề khác Các loại rau tươi sau thu hoạch thực thể sống, trình biến dưỡng chủng loại chu trình chuyển hóa chất lượng Kéo dài thời gian bảo quản rau sau thu hoạch kéo dài thời gian tồn sản phẩm làm ức chế trình sinh lý loại trừ tác nhân vi sinh vật xâm nhiễm hủy hoại Với việc bảo quản rau môi trường điều chỉnh khác so với điều kiện thường, tác động đến hoạt động sinh lý sinh hóa chúng theo hướng bất lợi kéo dài thời gian bảo quản trì chất lượng nơng sản phương pháp điều chỉnh khí hai phương pháp làm cho sản phẩm kéo dài thời gian bảo quản tốt không ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng bên cạnh mang lại giá trị kinh tế đáng kể Vì nên cần phát huy tính tối ưu hai phương pháp trình bảo quản rau Tuy nhiên, để thực tốt phương pháp đó, cần phải nghiên cứu kỹ đặc tính sinh lý, sinh hóa sản phẩm thực phẩm, nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm, từ đề biện pháp bảo quản phù hợp để đảm bảo chất lượng nguyên liệu tốt cho chế biến sử dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO Dr Eugene Kupferman, 1989 The Early Beginnings of Controlled Atmosphere Storage Postharvest Information Network (ngày truy cập: 23/2/20160) Lê Mỹ Hồng – Bùi Hữu Thuận 2000 Bài giảng nguyên lý bảo quản thực phẩm Đại học Cần Thơ Dr Eugene Kupferman, 2001 Controlled Atmosphere Storage Of Apples And Pears Washington State University - Tree Fruit Research And Extension Center Wenatchee WA 98801 Kader Controlled Atmosphere Storage University of California http://www.ba.ars.usda.gov/hb66/controlAtmosphere.pdf Nguyễn Thị Thu Hiền (2008) Nghiên cứu biện pháp bảo quản tối thiểu số loại rau ăn sau thu hoạch, khóa luận tốt nghiệp Day, B.P.F 2000 Modified atmosphere packaging of fresh fruits and vegetables – an overview Acta Horticulturae 553:585-590 25 Parry RT 1993 Introduction In: Parry RT, editor Principles and applications of MAP of foods New York, USA: Blackie Academic and Professional p 1-18 26 ... Modified Atmosphere Packaging là: “Thực phẩm bao gói bao bì với thành phần khơng khí sửa đổi khác hẳn khơng khí bên ngồi” MAP dạng bao gói bao gồm loại bỏ khí từ bao bì thay vào khí hỗn hợp khí phụ thuộc... phương pháp ta sử dụng bao màng hay bao hai màng Ngồi ra, để q trình khí CO bao bì hạn chế hơ hấp yếm khí, người ta sử dụng bao bì đục lỗ với số lỗ chiếm 2-5% diện tích bao bì 10 * Ưu nhược điểm... Có giá trị kinh tế cao + Cơng tác đóng gói tập trung hóa kiểm tra phần + Sản phẩm nhìn thấy rõ ràng quan sát tồn − Nhược điểm + Tồn trữ bao bì dạng màng, bao gói nguyên liệu bao gói thường chọn