Đề tài Khoa học và công nghệ cấp bộ: Nghiên cứu ảnh hưởng của chiếu xạ tia X năng lượng thấp đến khả năng ức chế nảy mầm và hiệu quả bảo quản khoai tây và hành tím

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:91

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này khai thác ứng dụng của máy phát tia X năng lượng thấp MBR-1618-BE của hãng Hitachi Nhật Bản, được Bộ GD&ĐT đầu tư cho Trường Đại học Đà Lạt vào năm 2018, để chiếu xạ nhằm ức chế nảy mầm để kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây và hành tím.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài Khoa học và công nghệ cấp bộ: Nghiên cứu ảnh hưởng của chiếu xạ tia X năng lượng thấp đến khả năng ức chế nảy mầm và hiệu quả bảo quản khoai tây và hành tím

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIẾU XẠ TIA X NĂNG LƯỢNG THẤP ĐẾN KHẢ NĂNG ỨC CHẾ NẢY MẦM VÀ HIỆU QUẢ BẢO QUẢN KHOAI TÂY VÀ HÀNH TÍM Mã số: B 2020 - DLA - 02 Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Thị Nguyệt Hà Lâm Đồng - 10/2022 Lâm Đồng - 12/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIẾU XẠ TIA X NĂNG LƯỢNG THẤP ĐẾN KHẢ NĂNG ỨC CHẾ NẢY MẦM VÀ HIỆU QUẢ BẢO QUẢN KHOAI TÂY VÀ HÀNH TÍM Mã số: B 2020 - DLA - 02 Xác nhận của tổ chức chủ trì Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Nguyễn Thị Nguyệt Hà Lâm Đồng - 10/2022
i DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Thành viên thực hiện đề tài: Nhiệm vụ tthực TT Họ và tên Đơn vị công tác hiện đề tài 1 Nguyễn Thị Nguyệt Hà Trường Đại học Đà Lạt Chủ nhiệm 2 Nguyễn An Sơn Trường Đại học Đà Lạt Thành viên chính 3 Nguyễn Thị Minh Sang Trường Đại học Đà Lạt Thư ký khoa học 4 Phạm Thị Ngọc Hà Trường Đại học Đà Lạt Thành viên chính 5 Nguyễn Văn Kết Trường Đại học Đà Lạt Thành viên chính 6 Nguyễn Danh Hưng Trường Đại học Đà Lạt Thành viên chính Đơn vị phối hợp chính: Tên đơn vị Nội dung phối hợp nghiên cứu
ii Mục Lục Mục Lục ................................................................................................................. ii DANH MỤC BẢNG BIỂU.................................................................................. iv DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................... vi CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................................ viii MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................................................................................................... 5 1.1. Chiếu xạ thực phẩm ...................................................................................... 5 1.2. Tổng quan tình hình chiếu xạ thực phẩm ..................................................... 7 1.2.1. Ngoài nước ............................................................................................. 7 1.2.2. Trong nước ............................................................................................. 8 1.3. Liều và suất liều .......................................................................................... 11 1.4. Ức chế nảy mầm của khoai tây................................................................... 12 1.5. Ức chế nảy mầm của hành tím ................................................................... 13 1.6. Tiêu diệt vi khuẩn trên khoai tây ................................................................ 15 1.7. Tóm tắt chương 1........................................................................................ 16 CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................... 17 2.1. Máy phát tia X năng lượng thấp Hitachi MBR-1618R-BE ....................... 17 2.2. Các mẫu khoai tây và hành tím .................................................................. 20 2.3. Vật liệu PMMA .......................................................................................... 21 2.4. Liều kế ........................................................................................................ 21 2.4.1. Liều kế Fricke ...................................................................................... 21 2.4.2. Liều kế phim ........................................................................................ 22 2.5. Quy trình thực nghiệm chiếu xạ ức chế nảy mầm của khoai tây và hành tím sử dụng máy phát tia X MBR - 1618R – BE .............................................. 23 2.5.1. Xác định điều kiện chiếu xạ ............................................................... 272 2.5.2. Thu thập và xử lý sơ bộ mẫu chiếu xạ ................................................. 27
iii 2.5.3. Chiếu xạ ............................................................................................... 26 2.5.4. Bảo quản mẫu sau chiếu xạ.................................................................. 30 2.6. Quy trình thực nghiệm đánh giá khả năng diệt khuẩn hiếu khí khoai tây sử dụng máy phát tia X MBR - 1618R – BE .................................................. 30 2.6.1. Tiệt trùng dụng cụ thủy tinh và môi trường......................................... 31 2.6.2. Khử trùng và vệ sinh tủ sạch ............................................................... 32 2.6.3. Chiếu xạ và cấy mẫu khoai tây ............................................................ 32 2.7. Tóm tắt chương 2 ........................................................................................ 34 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................... 37 3.1. Kết quả đo liều bằng liều kế ....................................................................... 37 3.1.1. Kết quả đo liều bằng liều kế Fricke ..................................................... 37 3.1.2. Kết quả đo liều bằng liều kế phim ....................................................... 38 3.2. Kết quả sự phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA ............................... 40 3.3. Kết quả chiếu xạ ức chế nảy mầm khoai tây và hành tím .......................... 44 3.3.1. Kết quả chiếu xạ ức chế nảy mầm hành tím ........................................ 44 3.3.2. Kết quả chiếu xạ ức chế nảy mầm khoai tây ....................................... 50 3.3.3. Hiệu suất chiếu xạ ức chế nảy mầm khoai tây và hành tím bằng tia X năng lượng thấp ..................................................................................... 56 3.4. Kết quả độ hao hụt khối lượng sau chiếu xạ .............................................. 59 3.5. Kết quả chiếu xạ tiêu diệt vi khuẩn hiếu khí ở khoai tây ........................... 57 3.5.1. Liều chiếu diệt khuẩn khoai tây ........................................................... 60 3.5.2. Suất liều chiếu diệt khuẩn khoai tây .................................................... 60 3.6. Tóm tắt chương 3 ....................................................................................... 64 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 69
iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. So sánh các loại bức xạ ion hóa dùng trong chiếu xạ thực phẩm ........... 5 Bảng 1.2. Các dây chuyền chiếu xạ hiện nay ở Việt Nam ...................................... 9 Bảng 1.3. Tỉ lệ, giá trị, tỉ lệ tăng trưởng xuất khẩu hành tím tại một số thị trường của Việt Nam.......................................................................................................... 14 Bảng 2.1. Thông số của máy phát tia X năng lượng thấp Hitachi MBR-1618R-BE ................................................................................................................................ 18 Bảng 2.2. Các phin lọc và cấu tạo bề dày vật liệu của chúng ............................... 19 Bảng 2.3. Các bước tiến hành chế tạo và đo với liều kế Fricke ............................ 24 Bảng 2.4. Các trường hợp chiếu xạ khoai tây ....................................................... 29 Bảng 2.5. Các trường hợp chiếu xạ hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên ..................... 29 Bảng 2.6. Các trường hợp chiếu xạ hành tím củ chùm, rễ hướng lên ................... 29 Bảng 3.1. Suất liều ứng với dòng điện và điện áp khác nhau của ống phát tia X . 37 Bảng 3.2. Suất liều ở các độ cao bàn xoay khác nhau ........................................... 38 Bảng 3.3. Liều và suất liều ở điều kiện chiếu: 160kV; 18,7mA; 150mm; phin lọc F1 ............................................................................................................................ 39 Bảng 3.4. Kết quả khớp hàm ................................................................................. 40 Bảng 3.5. Kết quả sự phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA phantom tại khoảng cách 350 mm .......................................................................................................... 40 Bảng 3.6. Kết quả ức chế nảy mầm đối với hành tím củ rời được đặt ngẫu nhiên 44 Bảng 3.7. Tỉ lệ hành bị hư thối đối với hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên................ 45 Bảng 3.8. Tỉ lệ hành còn lại với hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên .......................... 45 Bảng 3.9. Kết quả ức chế nảy mầm đối với hành tím củ chùm rễ hướng lên ....... 47 Bảng 3.10. Tỉ lệ hành bị hư thối đối với hành tím củ chùm rễ hướng lên............. 48 Bảng 3.11. Tỉ lệ hành còn lại đối với hành tím củ chùm rễ hướng lên ................. 49 Bảng 3.12. Kết quả ức chế nảy mầm khoai tây ..................................................... 51 Bảng 3.13. Chiều dài mầm trung bình của khoai tây bị nảy mầm ........................ 52 Bảng 3.14. Tỉ lệ khoai tây bị hư thối ..................................................................... 53 Bảng 3.15. Tỉ lệ khoai tây còn lại .......................................................................... 53 Bảng 3.16. Điều kiện chiếu xạ và hiệu suất chiếu xạ ức chế nảy mầm đối với khoai tây và hành tím ....................................................................................................... 56 Bảng 3.17. So sánh liều hiệu quả tối thiểu để ức chế nảy mầm khoai tây và hành tím trong nghiên cứu này và các nghiên cứu khác ................................................. 57 Bảng 3.18. Kết quả độ hao hụt khối lượng đối với hành tím củ rời được đặt ngẫu
v nhiên ....................................................................................................................... 57 Bảng 3.19. Kết quả độ hao hụt khối lượng đối với hành tím củ chùm rễ hướng lên ................................................................................................................................ 57 Bảng 3.20. Kết quả độ hao hụt khối lượng đối với khoai tây................................ 60 Bảng 3.21. Số vi khuẩn hiếu khí (CFU/g) khi thay đổi liều chiếu ........................ 61 Bảng 3.22. Tỉ lệ sống sót của vi khuẩn hiếu khí sau chiếu xạ ............................... 61 Bảng 3.23. Tỉ lệ sống sót của vi khuẩn hiếu khí khi thay đổi suất liều ................ 63
vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 0.1. Bản đồ các cơ sở chiếu xạ trên thế giới tính đến năm 2020 .................... 2 Hình 1.1. Nhãn hiệu RADURA nhận biết thực phẩm chiếu xạ .............................. 7 Hình 2.1. Máy phát tia X MBR-1618R-BE và vùng không gian chiếu xạ ........... 17 Hình 2.2. Đường kính vùng chiếu xạ của bàn xoay .............................................. 18 Hình 2.3. Cách đặt phin lọc trước khi chiếu xạ ..................................................... 19 Hình 2.4. Phổ năng lượng của các phin lọc khác nhau ở hiệu điện thế 100 kV.... 20 Hình 2.5. Hình ảnh vật liệu PMMA ...................................................................... 21 Hình 2.6. Mô phỏng cấu tạo liều kế phim ............................................................. 22 Hình 2.7. Sự thay đổi màu sắc của phim theo các liều khác nhau ........................ 23 Hình 2.8. Phân tích phim bằng phần mềm Film QA Pro ...................................... 23 Hình 2.9. Thiết lập thí nghiệm khảo sát sự phân bố liều theo độ sâu trong PMMA ................................................................................................................................ 28 Hình 2.10. Chiếu xạ khoai tây ............................................................................... 28 Hình 2.11. Chiếu xạ hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên ............................................. 30 Hình 2.12. Chiếu xạ hành tím củ chùm với rễ hướng lên ..................................... 30 Hình 2.13. Các đĩa Nutrient Agar được chuẩn bị sẵn để cấy mẫu ........................ 32 Hình 2.14. Tạo mẫu khoai tây để chiếu xạ diệt khuẩn .......................................... 33 Hình 2.15. Nghiền mẫu khoai tây sau khi chiếu xạ ............................................... 34 Hình 2.16. Quá trình nuôi cấy vi sinh vật trên khoai tây ...................................... 35 Hình 2.17. Khuẩn lạc trên đĩa petri ....................................................................... 35 Hình 3.1. Đồ thị khớp hàm .................................................................................... 39 Hình 3.2. Kết quả phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA phantom ................ 41 Hình 3.3. Kết quả phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA phantom khi không sử dụng phin lọc (F0) .................................................................................................. 41 Hình 3.4. Phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA khi chiếu xạ hai mặt sử dụng phin lọc F0.............................................................................................................. 43 Hình 3.5. Phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA khi chiếu xạ hai mặt sử dụng phin lọc F1.............................................................................................................. 43 Hình 3.6. Tỉ lệ nảy mầm của hành tím củ rời được đặt ngẫu nhiên sau chiếu xạ . 44 Hình 3.7. Kết quả chiếu xạ hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên sau 5 tháng bảo quản46 Hình 3.8. Đĩa gốc của hành tím ............................................................................. 47 Hình 3.9. Tỉ lệ nảy mầm của hành tím củ chùm với rễ hướng lên sau chiếu xạ ... 48
vii Hình 3.10. Kết quả chiếu xạ hành tím củ chùm rễ hướng lên sau 5 tháng bảo quản ................................................................................................................................ 49 Hình 3.11. Sự đổi màu của chồi khi chiếu xạ ........................................................ 50 Hình 3.12. Tỉ lệ nảy mầm của khoai tây sau chiếu xạ ........................................... 51 Hình 3.13. Kết quả chiếu xạ khoai tây sau 5 tháng bảo quản ............................... 54 Hình 3.14. Hình ảnh khoai tây chiếu xạ và không chiếu xạ theo thời gian........... 55 Hình 3.15. Tỉ lệ sống sót của vi khuẩn hiếu khí sau khi chiếu xạ ....................... 552 Hình 3.16. Đường cong sống sót của vi khuẩn hiếu khí khi thay đổi suất liều .... 64
viii CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt đầy đủ bằng Chữ viết tắt đầy đủ bằng Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Bộ GD&ĐT Bộ Giáo dục và Đào tạo CFU Colony Forming Unit Đơn vị hình thành khuẩn lạc Food and Agriculture Tổ chức Nông lương thế FAO Organization giới International Atomic Energy Cơ quan Năng lượng IAEA Agency nguyên tử quốc tế Sự truyền năng lượng tuyến LET Linear Energy Transfer tính Poly methyl methacrylate PMMA (C5H8O2)n Thủy tinh hữu cơ TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam WHO World Health Organization Tổ chức Y tế thế giới
ix THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung - Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của chiếu xạ tia X năng lượng thấp đến khả năng ức chế nảy mầm và hiệu quả bảo quản khoai tây và hành tím - Mã số: B2020 – DLA – 02 - Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Thị Nguyệt Hà - Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Đà Lạt - Thời gian thực hiện: 01/2020 - 6/2022 2. Mục tiêu Đánh giá được ảnh hưởng của tia X năng lượng thấp đến khả năng ức chế nảy mầm và hiệu quả bảo quản khoai tây và hành tím: - Xác định được liều chiếu xạ tối ưu để ức chế nảy mầm khoai tây và hành tím khi sử dụng tia X năng lượng thấp. - Đánh giá khả năng tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản khoai tây khi sử dụng tia X năng lượng thấp. 3. Tính mới và sáng tạo Đưa ra qui trình chiếu xạ để ức chế nảy mầm của khoai tây và hành tím và qui trình tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây sử dụng tia X năng lượng thấp. 4. Kết quả nghiên cứu - Đã nghiên cứu ảnh hưởng của liều chiếu xạ tia X năng lượng thấp đến khả năng ức chế nảy mầm của khoai tây và hành tím. Đưa ra cách chiếu xạ và liều chiếu phù hợp để ức chế nảy mầm của khoai tây và hành tím. - Đã nghiên cứu khả năng tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây sử dụng tia X năng lượng thấp. Đưa ra liều và suất liều tối ưu để tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây. 5. Sản phẩm Sản phẩm khoa học
x - 01 bài báo tạp chí nước ngoài thuộc danh mục ISI. - 02 bài báo đăng trên tạp chí trong nước, thuộc tạp chí khoa học chuyên ngành trong nước có uy tín trong danh mục được tính điểm của HĐGSNN năm 2021. Sản phẩm đào tạo - Đào tạo 02 cao học, đã bảo vệ thành công vào tháng 01/2021 và tháng 10/2021. - Hỗ trợ 01 nghiên cứu sinh. Sản phẩm ứng dụng - Qui trình chiếu xạ tia X năng lượng thấp ức chế nảy mầm trong bảo quản khoai tây và hành tím và qui trình tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây sử dụng tia X năng lượng thấp. - Khoai tây và hành tím được chiếu xạ tia X theo đúng qui trình. 6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu Phương thức chuyển giao Kết quả nghiên cứu được phổ biến rộng rãi ở trong nước và quốc tế thông qua các hội nghị khoa học cũng như xuất bản trên các tạp chí khoa học chuyên ngành trong nước và quốc tế. Địa chỉ ứng dụng - Khoa Vật lý và kỹ thuật hạt nhân, Trường Đại học Đà Lạt. - Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Nông nghiệp công nghệ cao, Trường Đại học Đà Lạt. Tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu Đối với lĩnh vực giáo dục và đào tạo: Kết quả của đề tài cung cấp qui trình, hỗ trợ tài liệu học tập phục vụ cho giáo dục và đào tạo đại học và sau đại học. Đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ có liên quan: Kết quả của đề tài hỗ trợ tài liệu và cung cấp số liệu tham khảo cho các nghiên cứu triển khai các hạng mục thiết bị trọng điểm của Bộ GD&ĐT về việc ứng dụng chùm bức xạ trong nông nghiệp và phân tích môi trường.
xi Đối với phát triển kinh tế - xã hội: Đề xuất phương pháp hỗ trợ bà con nông dân trong việc kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm, làm giảm nguy cơ bệnh tật do thực phẩm gây ra.
xii INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1. General Information Project title: Study on the effect of low-energy X-ray irradiation on the sprout inhibition and storage efficiency of potatoes and onions Code number: B 2020 - DLA - 02 Coordinator: PhD. Nguyen Thi Nguyet Ha Implementing institution: Dalat University Duration: from January 2020 to June 2022 2. Objectives Evaluation of the effect of low-energy X-ray irradiation on the sprout inhibition and storage efficiency of potatoes and onions: - Determination of the optimal irradiation dose to sprout inhibition of potatoes and onions when using low-energy X-rays. - Evaluation of the ability to kill microorganisms to extend the shelf life of potatoes when using low-energy X-rays. 3. Creativity and Innovation Given an irradiation process to inhibit sprouting of potatoes and onions, and a microbial killing process to extend the shelf life of potatoes using low-energy X- rays. 4. Research Results - Research assessment of the effect of low-energy X-ray irradiation on the sprout inhibition of potatoes and onions. Provide effective irradiation conditions and irradiation dose for sprout inhibition of potatoes and onions. - Research assessment of the ability to kill microorganisms to extend the shelf life of potatoes using low-energy X-ray. Provide the optimal dose and dose rate to kill microorganisms to extend the shelf life of potatoes. 5. Products Education
xiii - 02 Master's thesis techniques of physics (Jan 2021 and Oct 2021). - Support for 01 Ph.D. thesis research. Research - 01 (ISI) international paper. - 02 national papers. Application - An irradiation process to inhibit sprouting of potatoes and onions and a microbial killing process to extend the shelf life of potatoes using low-energy X- rays. - Potatoes and onions irradiated with low energy X-rays according to the provided procedure. 6. Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of research results Transfer alternatives The research results are widely disseminated nationally and internationally through scientific conferences as well as publications in national and international specialized scientific journals. Application institutions - Faculty of Physics and Nuclear Engineering, Dalat University. - High-tech Agricultural Research and Application Institute, Dalat University. Impacts and benefits of research results For the field of education and training: The results of the project provide the process and support learning materials for undergraduate and graduate education and training. For the related fields of science and technology: The results of the project support documents and provide reference data for the other research using equipment of the Ministry of Education and Training on the application of radiation in agriculture and environmental analysis.
xiv For socio-economic development: The results of the project propose the alternative method to support farmers in extending the shelf life of food, reducing the risk of food-borne illnesses.
1 MỞ ĐẦU Việt Nam là nước có nền nông nghiệp phát triển, với các sản phẩm đa dạng, phong phú. Tuy nhiên hiện nay vấn đề lưu trữ và bảo quản thực phẩm sau thu hoạch cũng như vấn đề được mùa mất giá là những vấn đề thường gặp với nền nông nghiệp nước ta. Do vậy, việc sử dụng các biện pháp lưu trữ, bảo quản thực phẩm là cần thiết. Điều này không những đáp ứng nhu cầu an toàn lương thực mà còn giúp nông dân tăng giá trị sản phẩm của mình. Khoai tây là một trong những thực phẩm quan trọng hằng ngày và có giá trị kinh tế ở Việt Nam. Tinh bột chứa trong khoai tây mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như: ngừa ung thư ruột kết, tăng khả năng nạp glucose, giảm nồng độ cholesterol và chất béo trung tính trong huyết tương, tăng cảm giác no, thậm chí nó có thể làm giảm chất béo tích trữ trong cơ thể. Với những lợi ích đó, khoai tây trở thành một loại cây trồng phổ biến nhằm phục vụ cho nhu cầu lương thực trên toàn cầu. Hành tím là một loại gia vị quen thuộc đối với người dân Việt Nam, có giá trị sử dụng cao và tốt cho sức khỏe con người. Hành tím chứa nhiều dưỡng chất như: vitamin C, vitamin B6, biotin, axit folic, chromium, canxi và chất xơ tốt cho sức khỏe. Bên cạnh đó, hành tím còn chứa nhiều chất có hoạt tính cao như: các hợp chất sulfuric, chromium, prostaglandin, phenoplast, diallyl quercetin, chất Fructo- oligosaccharides… giúp phòng, chữa nhiều bệnh rất hiệu quả và còn được sử dụng trong y học cổ truyền (https://vtv.vn/doi-song/6-loi-ich-suc-khoe-khong-ngo-cua- viec-an-hanh-cu-20220919141736174.htm). Vì vậy mà hành tím đã và đang trở thành một loại cây trồng cực kì phổ biến. Không phải vùng nào cũng có thể trồng khoai tây và hành quanh năm, do đó cần phải có công nghệ bảo quản sau thu hoạch để có thể cung cấp ổn định các mặt hàng này cho người tiêu dùng. Bên cạnh đó, sản lượng khoai tây và hành xuất nhập khẩu giữa các nước trên thế giới cũng ngày một gia tăng, do đó chúng cần phải được bảo quản và duy trì chất lượng tốt nhất có thể trong quá trình vận chuyển, xuất khẩu hàng hóa. Để lưu trữ và bảo quản khoai tây và hành tím sau thu hoạch là việc rất khó khăn. Việc xuất hiện các hư hỏng ở khoai tây và hành tím như nảy mầm, nấm mốc, nhiễm các sinh vật, vi sinh vật có hại gây tổn thất rất nhiều đến kinh tế của người nông dân. Đặc biệt, khi khoai tây mọc mầm, tinh bột chuyển hóa thành solanine và
2 chaconine-alpha, là hai chất có thể gây ngộ độc cho người sử dụng. Để khắc phục các vấn đề trên thì các phương pháp truyền thống (sấy khô, để thoáng, đông lạnh,...) được sử dụng chủ yếu ở nước ta hiện nay. Tuy nhiên, các phương pháp truyền thống thông thường chỉ có thể bảo quản khoai tây và hành tím trong thời gian ngắn, gây tổn thất cao. Ngoài ra, để kéo dài thời gian bảo quản, người dân còn sử dụng các hóa chất độc hại khiến sản phẩm bảo quản không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân. Với những bước tiến mạnh mẽ trong công nghệ và kỹ thuật, việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân ngày càng trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống như y tế, công nghiệp, nông nghiệp, năng lượng hạt nhân,... Đối với ngành công nghiệp thực phẩm, kỹ thuật chiếu xạ đã được nghiên cứu từ cuối thế kỷ XIX và được đánh giá là an toàn, không tạo nên chất độc hại hoặc phơi nhiễm phóng xạ khi nhận liều bức xạ thích hợp. Để ức chế sự nảy mầm và tăng thời gian bảo quản khoai tây và hành tím thì chiếu xạ là một trong những phương pháp rất hữu ích đã và đang được sử dụng hiện nay. Chiếu xạ có thể ức chế sự nảy mầm và sự xâm nhập vi sinh vật tạo thành chất độc gây ngộ độc cho người sử dụng, cũng đồng thời tiêu diệt các tế bào nấm và gây bất hoạt đối với vi sinh vật. Hiện nay, Việt Nam là một trong các nước cho phép sử dụng chiếu xạ trong bảo quản thực phẩm. Hình 0.1. Bản đồ các cơ sở chiếu xạ trên thế giới tính đến năm 2020 Trên thế giới, bức xạ gamma phát ra từ các đồng vị Co-60, chùm tia điện tử và tia X năng lượng cao được sử dụng rộng rãi trong chiếu xạ nói chung (https://nucleus-new.iaea.org/sites/diif/Pages/Home.aspx) và chiếu xạ thực phẩm nói riêng. Ưu điểm của việc sử dụng bức xạ gamma là năng lượng lớn, liều phát xạ cao, quy mô chiếu xạ lớn. Tuy nhiên, nhược điểm của việc sử dụng các nguồn bức
3 xạ hoạt độ cao đòi hỏi cần có thiết kế che chắn phức tạp; đồng thời gặp khó khăn do sự thiếu hụt và khó khăn trong vấn đề nhập khẩu nguồn phóng xạ. Chùm tia điện tử và tia X năng lượng cao có thể được sử dụng để chiếu xạ nhiều loại thực phẩm khác nhau với số lượng lớn và tốc độ cao. Mặc dù vậy, hạn chế của các máy chiếu xạ năng lượng cao là đắt tiền, chi phí vận hành cao. Để giải quyết vấn đề trên, việc sử dụng máy phát tia X năng lượng thấp, đặc biệt là trong các trường hợp xử lý chiếu xạ bảo quản ở quy mô nhỏ và trung bình, đang là một giải pháp hỗ trợ thích hợp và có tiềm năng phát triển trong ngành công nghệ thực phẩm. Chùm tia X năng lượng thấp phù hợp để chiếu xạ những sản phẩm nông nghiệp có kích thước nhỏ; đồng thời việc che chắn đơn giản, đảm bảo an toàn khi chiếu xạ, thao tác sử dụng máy phát tia X đơn giản, chi phí đầu tư và bảo trì thấp. Một vấn đề khi lựa chọn loại bức xạ để chiếu xạ bảo quản thực phẩm chính là thông số về sự truyền năng lượng tuyến tính (LET - Linear Energy Transfer), được định nghĩa là tốc độ mất năng lượng trên đơn vị chiều dài khi bức xạ đi qua môi trường. Các bức xạ có khả năng đâm xuyên càng cao thì có LET càng nhỏ, điều này có một ý nghĩa lớn trong chiếu xạ thực phẩm bởi chính một trong các mục đích chính của việc chiếu xạ trong trường hợp này chính là ức chế nảy mầm hay tiêu diệt vi sinh vật và dù có một số cơ chế dẫn đến hiệu quả này nhưng chủ yếu là do tác động của bức xạ lên DNA. Tia X năng lượng thấp có LET cao và tương ứng và hiệu ứng sinh học tương đối cao, do đó nó trở thành một phương pháp đầy hứa hẹn trong bảo quản thực phẩm (Zhang và cộng sự, 2020; Zhang, Seck và cộng sự, 2020). Hiện nay, chưa có nhiều nghiên cứu về việc áp dụng tia X năng lượng thấp trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm. Với thực tiễn như trên, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chiếu xạ tia X năng lượng thấp đến khả năng ức chế nảy mầm và hiệu quả bảo quản khoai tây và hành tím” được chọn lựa và thực hiện. Nghiên cứu này khai thác ứng dụng của máy phát tia X năng lượng thấp MBR-1618-BE của hãng Hitachi Nhật Bản, được Bộ GD&ĐT đầu tư cho Trường Đại học Đà Lạt vào năm 2018, để chiếu xạ nhằm ức chế nảy mầm để kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây và hành tím. Trong báo cáo tổng kết này, ngoài phần mở đầu và kết luận, đề tài được trình bày trong các chương chính như sau: Chương 1: Trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu và cơ sở lý thuyết. Trong đó trình bày cụ thể về tình hình chiếu xạ thực phẩm trên thế giới và ở Việt Nam, tổng quan về các nghiên cứu ức chế nảy mầm khoai tây và hành tím. Chương 2: Trình bày thông số máy phát tia X năng lượng thấp MBR-1618R-
4 BE của Hitachi và các thiết bị liên quan, phương pháp nghiên cứu, thiết lập các điều kiện và đưa ra quy trình chiếu xạ. Chương 3: Trình bày kết quả thu nhận được và thảo luận kết quả chiếu xạ đối với khoai tây và hành tím.