Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano để cải tiến chế phẩm tạo màng Hydroxy-propyl-methyl-cellulose (HPMC) dùng trong bảo quản quả chuối

Chia sẻ: Co Ti Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:219

Thêm vào BST

Báo xấu

108
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án nhằm tổng hợp và ứng dụng nano hữu cơ (carnauba, chitosan, cellulose) để cải tiến tính chất chức năng (trao đổi khí, trao đổi hơi nƣớc và hiệu quả ức chế vi sinh vật) của màng HPMC, đồng thời đánh giá hiệu lực bảo quản của màng phủ compozit HPMC-nano trên quả chuối sau thu hoạch làm cơ sở áp dụng trong thực hành bảo quản chuối phục vụ sản xuất nông nghiệp sạch và bền vững.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano để cải tiến chế phẩm tạo màng Hydroxy-propyl-methyl-cellulose (HPMC) dùng trong bảo quản quả chuối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH -------------------------------------------------------------------------- NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU NANO ĐỂ CẢI TIẾN CHẾ PHẨM TẠO MÀNG HYDROXYPROPYL METHYL CELLULOSE DÙNG TRONG BẢO QUẢN QUẢ CHUỐI LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI - THÁNG 6/2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH ------------------------------------------------------------------------------------------ NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU NANO ĐỂ CẢI TIẾN CHẾ PHẨM TẠO MÀNG HYDROXYPROPYL METHYL CELLULOSE DÙNG TRONG BẢO QUẢN QUẢ CHUỐI Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch Mã số: 62.54.01.04 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. Nguyễn Duy Lâm TS. Trần Thị Mai HÀ NỘI – THÁNG 6/2017
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả đƣợc công bố trong luận án là trung thực, chính xác. Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về các số liệu, nội dung đã trình bày trong luận án. Tác giả luận án Nguyễn Thị Minh Nguyệt i
LỜI CẢM ƠN Tôi trân trọng cảm ơn sâu sắc thầy hƣớng dẫn luận án của tôi là PGS.TS Nguyễn Duy Lâm và TS. Trần Thị Mai, những ngƣời đã tâm huyết tận tình hƣớng dẫn, động viên, khích lệ và dành nhiều thời gian giúp tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện nghiên cứu luận án này. Tôi chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, Lãnh đạo và tất cả đồng nghiệp ở Bộ môn Nghiên cứu công nghệ và thiết bị bảo quản nông sản thực phẩm – nơi tôi công tác, đã tạo nhiều điều kiện về thời gian và cơ sở vật chất cũng nhƣ những chia sẻ kinh nghiệm chuyên môn. Xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo và cán bộ của các đơn vị: Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lƣợng nông sản thực phẩm - Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, Viện Khoa học vật liệu, Viện Công nghiệp thực phẩm, Viện Công nghệ sinh học, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên đã chỉ dẫn và giúp đỡ tôi rất nhiều trong thực nghiệm và đo lƣờng. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình tôi đã ủng hộ, giúp đỡ và sẻ chia trong suốt thời gian dài của quá trình thực hiện luận án. Hà Nội, ngày 6 tháng 6 năm 2017 Nguyễn Thị Minh Nguyệt ii
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................................vii DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................................ x MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết ....................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 3 3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 3 4. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận án ............................................ 4 4.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................... 4 4.2. Giá trị thực tiễn của luận án .................................................................................. 4 5. Điểm mới của luận án ......................................................................................... 4 6. Cấu trúc luận án .................................................................................................. 4 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 5 1.1. Công nghệ tạo màng ứng dụng trong bảo quản rau quả tƣơi......................... 5 1.1.1. Đặc tính của rau quả sau thu hoạch và các phƣơng pháp bảo quản ...................... 5 1.1.2. Công nghệ bảo quản bằng chế phẩm tạo màng và ý nghĩa thực tiễn .................... 7 1.1.3. Các thành phần chính trong chế phẩm tạo màng................................................. 10 1.1.4. Tình hình, triển vọng và xu hƣớng ứng dụng công nghệ tạo màng bảo quản rau quả tƣơi trên thế giới và Việt Nam ....................................................... 13 1.2. Màng HPMC và ứng dụng trong sản xuất chế phẩm tạo màng bảo quản rau quả tƣơi .............................................................................................. 16 1.2.1. Cấu trúc, tính chất và ứng dụng của HPMC trong công nghiệp thực phẩm và dƣợc phẩm ...................................................................................................... 16 1.2.2. Nhƣợc điểm của HPMC và kỹ thuật khắc phục .................................................. 17 1.2.3. Ứng dụng HPMC trong tạo màng bảo quản rau quả tƣơi ................................... 21 1.3. Ứng dụng vật liệu nano để cải tiến tính chất chức năng của HPMC ........... 21 1.3.1. Một số vật liệu nano trong cải tiến màng bao bì thực phẩm ............................... 22 1.3.2. Phƣơng pháp tổng hợp, kỹ thuật đánh giá và ứng dụng hiện nay của nhũ tƣơng nano sáp carnauba, nano chitosan và nano cellulose tinh thể ................... 24 iii
1.4. Bảo quản chuối bằng công nghệ phủ màng ................................................... 31 1.4.1. Đặc điểm sinh trƣởng và phát triển của quả chuối .............................................. 31 1.4.2. Sự hƣ hỏng và tổn thất sau thu hoạch quả chuối ................................................. 32 1.4.3. Các phƣơng pháp bảo quản chuối hiện nay......................................................... 33 1.4.4. Bảo quản chuối bằng phƣơng pháp phủ màng .................................................... 34 1.5. Luận giải những vấn đề cần nghiên cứu ......................................................... 35 CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 37 2.1. Nguyên vật liệu .................................................................................................. 37 2.1.1. Hóa chất tổng hợp vật liệu nano và nano compozit ............................................ 37 2.1.2. Hóa chất kiểm tra vi sinh vật và phân tích chuối ................................................ 37 2.2. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................... 37 2.3. Thiết bị nghiên cứu ............................................................................................ 38 2.3.1. Thiết bị tổng hợp vật liệu nano và compozit ....................................................... 38 2.3.2. Thiết bị phân tích vật liệu nano và compozit ...................................................... 38 2.3.3. Thiết bị và dụng cụ phân tích chất lƣợng chuối .................................................. 38 2.4. Phƣơng pháp tổng hợp vật liệu nano và compozit ......................................... 39 2.4.1. Tổng hợp nano nhũ tƣơng sáp carnauba ............................................................. 39 2.4.2. Tổng hợp nano chitosan ...................................................................................... 39 2.4.3. Tổng hợp nano cellulose tinh thể ........................................................................ 39 2.4.4. Tổng hợp các chế phẩm compozit ....................................................................... 40 2.5. Phƣơng pháp xác định đặc tính của vật liệu nano và chế phẩm compozit............... 40 2.5.1. Kích thƣớc, thế zeta, TEM, SEM, phổ FT-IR, pH của chế phẩm ....................... 40 2.5.2. Độ dày, độ tan trong nƣớc, thời gian khô của màng film compozit.................... 41 2.5.3. Khả năng trao đổi khí CO2 và hơi nƣớc của màng .............................................. 42 2.5.4. Xác định hoạt tính kháng nấm Colletotrichum musae ........................................ 43 2.5.5. Xác định hoạt tính kháng nấm Colletotrichum musae trên quả .......................... 43 2.5.6. Phƣơng pháp chuẩn bị mẫu kiểm tra vi sinh vật ................................................. 44 2.5.7. Phƣơng pháp xác định vi khuẩn hiếu khí tổng số ............................................... 44 2.5.8. Phƣơng pháp xác định nấm men, nấm mốc tổng số ............................................ 44 iv
2.6. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm trên quả chuối .............................................. 45 2.6.1. Phƣơng pháp lấy mẫu quả tƣơi theo TCVN 5120-90 ......................................... 45 2.6.2. Chuẩn bị mẫu và phƣơng pháp phủ màng lên quả chuối .................................... 45 2.6.3. Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng của nano nhũ tƣơng sáp carnauba (CNe) đến tính chất và hiệu lực bảo quản quả chuối của compozit HPMC .................. 45 2.6.4. Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng của nano chitosan đến tính chất và hiệu lực bảo quản quả chuối của compozit chứa HPMC-CNe............................ 45 2.6.5. Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng của nano cellulose tinh thể đến tính chất và hiệu lực bảo quản quả chuối của compozit chứa HPMC-CNe-ChNp ............ 46 2.6.6. Xây dựng mô hình thực nghiệm đánh giá hiệu quả bảo quản của màng phủ tối ƣu đến chất lƣợng bảo quản chuối .......................................................... 46 2.7. Phƣơng pháp phân tích chất lƣợng chuối ....................................................... 47 2.7.1. Các chỉ tiêu cơ lý và sinh lý quả.......................................................................... 47 2.7.2. Các chỉ tiêu sinh hóa............................................................................................ 48 2.7.3. Chỉ tiêu cảm quan ................................................................................................ 48 2.7.4. Xác định tỷ lệ thối hỏng rau quả ......................................................................... 49 2.8. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của từng yếu tố và mối liên kết bậc một bằng ma trận trực giao đối xứng ....................................................... 49 2.8.1. Kế hoạch hóa thực nghiệm bằng ma trận trực giao đối xứng ............................. 49 2.8.2. Phƣơng pháp tối ƣu hóa các yếu tố ảnh hƣởng trong compozit HPMC nhằm nâng cao hiệu quả bảo quản chuối ............................................................. 50 2.9. Phƣơng pháp thống kê và xử lý số liệu ............................................................ 50 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................. 51 3.1. Tổng hợp và xác định đặc tính của vật liệu nano ........................................... 51 3.1.1. Nano nhũ tƣơng carnauba và đặc tính (kích thƣớc hạt, thế zeta) ........................ 51 3.1.2. Nano chitosan và đặc tính.................................................................................... 51 3.1.3. Nano cellulose tinh thể và đặc tính ..................................................................... 60 3.2. Ảnh hƣởng của nano nhũ tƣơng sáp carnauba (CNe) tới tính chất và hiệu quả bảo quản quả chuối của màng phủ HPMC ..................................... 65 3.2.1. Độ dày của màng compozit HPMC-CNe đổ rời ................................................. 65 3.2.2. Tính thấm hơi nƣớc của màng compozit HPMC-CNe đổ rời ............................. 66 v
3.2.3. Tính cản thấm khí và thấm nƣớc của màng compozit HPMC-CNe trên quả............ 67 3.2.4. Hiệu quả bảo quản quả chuối của màng HPMC-CNe ......................................... 70 3.3. Ảnh hƣởng của nano chitosan (ChNp) đến tính chất và hiệu quả bảo quản chuối bằng màng compozit HPMC-CNe ............................................... 75 3.3.1. Ảnh hƣởng của ChNp đến tính chất của màng compozit HPMC-CNe-ChNp.......... 75 3.3.2. Tính cản thấm khí, thấm nƣớc của màng HPMC-CNe-ChNp trên chuối ........... 79 3.3.3. Hiệu quả bảo quản quả chuối của màng HPMC-CNe-ChNp .............................. 82 3.4. Ảnh hƣởng của nano cellulose tinh thể (cellulose nanocrystal) tới tính chất và hiệu quả bảo quản quả chuối của màng compozit HPMC-CNe-ChNp ............ 91 3.4.1. Phân tích hình ảnh SEM của màng HPMC-CNe-ChNp-CNC đổ rời ................. 92 3.4.2. Tính chất của màng compozit HPMC-CNe-ChNp-CNC đổ rời ......................... 93 3.4.3. Hiệu quả bảo quản quả chuối của màng compozit HPMC-CNe-ChNp-CNC ............ 98 3.5. Sự phụ thuộc của các thông số chất lƣợng của chuối vào thành phần và nồng độ vật liệu nano trong compozit HPMC ......................................... 107 3.5.1. Ảnh hƣởng của thành phần nano (CNe, ChNp và CNC) đến hàm lƣợng đƣờng tổng số (Y1) ............................................................................................ 111 3.5.2. Ảnh hƣởng của thành phần nano (CNe, ChNp và CNC) đến độ cứng (Y2) ..... 112 3.5.3. Ảnh hƣởng của thành phần nano (CNe, ChNp và CNC) đến hao hụt khối lƣợng tự nhiên (Y3) ............................................................................................ 114 3.5.4. Ảnh hƣởng của thành phần nano (CNe, ChNp và CNC) đến điểm chất lƣợng cảm quan chuối (Y4) ........................................................................ 115 3.5.5. Tối ƣu hóa nồng độ thành phần nano (CNe, ChNp và CNC) phối chế trong màng phủ HPMC ..................................................................................... 116 3.5.6. Hiệu quả ức chế sự phát triển nấm C.musae trên chuối gây nhiễm nhân tạo của màng phủ tối ƣu .................................................................................... 119 3.5.7. Hiệu quả bảo quản của màng phủ tối ƣu đến chất lƣợng bảo quản chuối......... 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 123 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ................................................... 125 PHỤ LỤC .................................................................................................................... 137 vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tên viết Tên đầy đủ Tiếng Anh Tên đầy đủ Tiếng Việt tắt 1-MCP 1-Methyl cyclopropene 1-Methyl cyclopropene AI Antimicrobial activity Chỉ số kháng nấm AG Arabic Gum Gôm arabic RNA Ribonucleic acid Axit ribonucleic CA Controled atmosphere Khí kiểm soát CFU/g Colony forming unit per gram Số đơn vị hình thành khuẩn lạc/gram CMC Carboxymethyl cellulose Carboxymethyl cellulose CNB Nhũ tƣơng sáp carnauba CNC Cellulose nanocrystal Nano cellulose tinh thể CNe Carnauba nanoemulsion Nano nhũ tƣơng sáp carnauba CS Chitosan Chitosan ChNp Chitosan nanoparticle Các hạt nano chitosan CS- Chitosan-Polymethylacrylic acid Hạt nano chitosan-Axit polymethylacrylic PMAA DNA Deoxyribonucleic Acid Axit deoxyribonucleic EMAP Equilibrium modified Bao gói khí điều biến cân bằng atmosphere packaging EFSA European Food Standards Cơ quan Tiêu chuẩn Thực phẩm Cộng Agency đồng Châu Âu FDA U.S. Food and Drug Cục quản lý Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ Administration FT-IR Fourier transform infrared Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier spectroscopy HPMC Hydroxypropyl methyl cellulose Hydroxypropyl methyl cellulose vii
ISO International Organization for Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế Standardization LbL Layer-by-layer Màng xen lớp MA Modified atmosphere Khí điều biến MAA Methylacrylic acid Axit methylacrylic MAP Modified atmosphere packaging Bao gói khí điều biến MMT Nanosized montmorillonite Montmorillonite kích thƣớc nano Np Nanoparticles Các hạt nano PDA Potato Dextro Agar Môi trƣờng thạch đƣờng khoai tây PCI Peel color index Chỉ số màu sắc vỏ quả PMAA Polymethylacrylic acid Axit polymethylacrylic SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TEM Transmission electron Kính hiển vi điện tử truyền qua microscopy USEPA US Environmental Protection Cơ quan Bảo vệ Môi trƣờng Hoa Kỳ Agency WHO World Health Organization Tổ chức Y tế Thế giới viii
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Danh mục các chế phẩm tạo màng dùng trong bảo quản rau quả do Đề tài KC.07.04/06-10 sản xuất đã được Bộ Y tế cấp Giấy chứng nhận tiêu chuẩn chất lượng .............................................................................................................. 15 Bảng 1.2. Một số nghiên cứu và độc tính của các hạt nano .................................................. 23 Bảng 1.3. Sự phụ thuộc của độ ổn định của hệ keo vào giá trị thế zeta ................................ 28 Bảng 3.1. Kích thước và thế zeta của hạt ChNp tại các nồng độ K2S2O8 khác nhau ........... 55 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của K2S2O8 tới tỉ lệ thu hồi sản phẩm ChNp ....................................... 57 Bảng 3.3. Chỉ số kháng nấm C.musae gây bệnh thán thư trên chuối của ChNp trên môi trường thạch. ......................................................................................................... 58 Bảng 3.4. Kích thước và thế zeta của hạt CNC tại các nồng độ H2SO4 khác nhau ............... 63 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của kích thước và nồng độ nhũ tương carnauba tới độ dày màng HPMC ................................................................................................... 66 Bảng 3.6. Chất lượng cảm quan sau bảo quản của chuối được phủ màng HPMC có bổ sung CNe với các kích thước và nồng độ khác nhau ............................................. 74 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của ChNp đến độ nhớt của HPMC-CNe-ChNp .................................. 77 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ ChNp tới độ dày màng compozit HPMC-CNe ..................... 77 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của ChNp đến chất lượng cảm quan của chuối phủ màng HPMC-CNe-ChNp sau bảo quản .......................................................................... 89 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của nồng độ bổ sung CNC tới tính chất của màng compozit HPMC-CNe-ChNp-CNC ....................................................................................... 94 Bảng 3.11. Chất lượng cảm quan của chuối sau bảo quản ................................................... 106 Bảng 3.12. Giá trị mã hóa và thực nghiệm của các yếu tố thực nghiệm ............................... 108 Bảng 3.13. Kết quả thực nghiệm theo ma trận trực giao đối xứng ........................................... 109 Bảng 3.14. Kết quả phân tích hồi quy .................................................................................... 110 Bảng 3.15. Hiệu quả ức chế sự phát triển nấm C.musae trên chuối gây nhiễm nhân tạo của màng phủ compozit tối ưu .......................................................................... 120 Bảng 3.16. Hiệu quả bảo quản chuối của màng phủ HPMC-CNe-ChNp-CNC (sau 30 ngày bảo quản) .................................................................................................. 121 ix
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 3.1. Phân bố kích thước hạt và thế zeta của nano nhũ tương carnauba ........................ 51 Hình 3.2. Phổ FT-IR của dung dịch nano CS-KBr .................................................................. 52 Hình 3.3. Phổ FT-IR của ChNp tại nồng độ 0,2 mmol K2S2O8 ............................................... 52 Hình 3.4. Phổ FT-IR của ChNp tại nồng độ 0,4 mmol K2S2O8 ............................................... 53 Hình 3.5. Phổ FT-IR của ChNp tại nồng độ 0,6 mmol K2S2O8 ............................................... 53 Hình 3.6. Phổ FT-IR của ChNp được tạo ở nồng độ 0,8 mmol K2S2O8 .................................. 53 Hình 3.7. Hình ảnh TEM của nano CS-PMAA ở các nồng độ K2S2O8 khác nhau .................... 54 Hình 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ K2S2O8 đến kích thước và thế zeta của hạt ChNp ............ 56 Hình 3.9. Hoạt tính kháng nấm C.musae của nano chitosan ChNp thử nghiệm trên môi trường nuôi cấy PDA ............................................................................................. 59 Hình 3.10. Hình ảnh TEM của nano cellulose tinh thể thu được bằng thủy phân cellulose vi tinh thể ở các nồng độ axit sulfuric khác nhau................................... 60 Hình 3.11. Phổ FT-IR của MCC .............................................................................................. 62 Hình 3.12. Phổ FT-IR của CNC thu được tại nồng độ axit sulfuric 47 % ............................... 62 Hình 3.13. Phổ FT-IR của CNC thu được tại nồng độ axit sulfuric 55 % .............................. 62 Hình 3.14. Phổ FT-IR của CNC thu được tại nồng độ axit sulfuric 64 % .............................. 63 Hình 3.15. Kích thước và thế zeta của hạt CNC được tổng hợp ở 47% H2SO4 ...................... 64 Hình 3.16. Kích thước và thế zeta của CNC được tổng hợp ở 55 % H2SO4............................ 65 Hình 3.17. Kích thước và thế zeta của CNC được tổng hợp ở 64 % H2SO4 ........................... 65 Hình 3.18. Ảnh hưởng của kích thước và nồng độ hạt nhũ tương carnauba đến độ thẩm thấu hơi nước qua màng compozit HPMC-CNe .................................................... 67 Hình 3.19. Tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên của chuối được phủ màng HPMC có bổ sung CNe với các kích thước và nồng độ khác nhau (sau 15 ngày bảo quản) ...... 68 Hình 3.20. Cường độ hô hấp của chuối được phủ màng HPMC có bổ sung CNe với các kích thước và nồng độ khác nhau .......................................................................... 69 Hình 3.21. Biến đổi màu sắc vỏ quả chuối được phủ màng HPMC có bổ sung CNe với các kích thước và nồng độ khác nhau (sau 15 ngày bảo quản)............................. 71 Hình 3.22. Độ cứng quả của chuối được phủ màng compozit HPMC có bổ sung CNe với các kích thước và nồng độ khác nhau (sau 15 ngày bảo quản)............................. 72 Hình 3.23. Sự biến đổi hàm lượng chất khô hòa tan tổng số trong chuối được phủ màng HPMC có bổ sung CNe với các kích thước và nồng độ khác nhau (sau 15 ngày bảo quản) ...................................................................................................... 73 Hình 3.24. Kết quả phân tích SEM của compozit HPMC-CNe được bổ sung ChNp ở các nồng độ khác nhau (độ phóng đại × 10.000) ........................................................ 76 Hình 3.25. Hình ảnh kính hiển vi điện tử SEM của compozit HPMC-CNe-ChNp tại nồng độ bổ sung ChNp là 2,0% ...................................................................................... 78 x
Hình 3.26. Ảnh hưởng của nồng độ ChNp đến độ tan trong nước của màng compozit HPMC-CNe-ChNp ................................................................................................. 79 Hình 3.27. Ảnh hưởng của nồng độ nano chitosan đến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên của chuối phủ màng compozit HPMC-CNe-ChNp ................................................ 80 Hình 3.28. Ảnh hưởng của nano chitosan đến cường độ hô hấp của chuối phủ màng compozit HPMC-CNe-ChNp ................................................................................. 81 Hình 3.29. Ảnh hưởng của nồng độ ChNp đến hàm lượng tinh bột trong chuối được bảo quản bằng màng phủ HPMC-CNe-ChNp .............................................................. 82 Hình 3.30. Ảnh hưởng của nồng độ ChNp đến hàm lượng đường trong chuối được bảo quản bằng màng phủ HPMC-CNe-ChNp .............................................................. 84 Hình 3.31. Hàm lượng tanin trong chuối được bảo quản bằng màng phủ HPMC-CNe có bổ sung ChNp tại các nồng độ khác nhau ............................................................. 85 Hình 3.32. Ảnh hưởng của ChNp đến biến đổi độ cứng của chuối được phủ màng compozit HPMC-CNe-ChNp ................................................................................. 86 Hình 3.33. Ảnh hưởng của nồng độ ChNp đến biến đổi hàm lượng chất khô hòa tan tổng số của chuối được phủ màng compozit HPMC-CNe-ChNp .................................. 87 Hình 3.34. Mẫu chuối sau 20 ngày bảo quản bằng màng phủ compozit HPMC-CNe có bổ sung ChNp ở các nồng độ khác nhau (ở 20oC, 80% RH) ................................. 89 Hình 3.35. Hình ảnh cấu trúc của màng compozit HPMC-CNe-ChNp qua phân tích hình ảnh SEM ở các độ phóng đại khác nhau khi 1% ChNp được bổ sung .................. 91 Hình 3.36. Hình ảnh hiển vi điện tử SEM của compozit HPMC-CNe-ChNp có bổ sung CNC ở các nồng độ khác nhau .............................................................................. 93 Hình 3.37. Ảnh hưởng của nồng độ CNC đến độ tan của màng compozit HPMC- CNe-ChNp-CNC .................................................................................................... 95 Hình 3.38. Ảnh hưởng của CNC đến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên của chuối ................. 96 Hình 3.39. Ảnh hưởng của nồng độ CNC thể đến cường độ hô hấp của chuối phủ màng HPMC-CNe-ChNp-CNC ....................................................................................... 97 Hình 3.40. Tỉ lệ tổn thất khối lượng tự nhiên của chuối được phủ màng HPMC-CNe- ChNp được bổ sung CNC tại các nồng độ khác nhau ........................................... 98 Hình 3.41. Cường độ hô hấp của chuối được phủ màng HPMC-CNe-ChNp được bổ sung CNC tại các nồng độ khác nhau ................................................................. 100 Hình 3.42. Ảnh hưởng của nồng độ CNC tới biến đổi hàm lượng tinh bột của chuối được phủ màng HPMC-CNe-ChNp-CNC............................................................ 101 Hình 3.43. Ảnh hưởng của nồng độ CNC đến biến đổi hàm lượng đường tổng số của chuối được phủ màng HPMC-CNe-ChNp-CNC.................................................. 102 Hình 3.44. Ảnh hưởng của nồng độ CNC đến độ cứng thịt quả của chuối được phủ màng HPMC-CNe-ChNp-CNC............................................................................ 104 Hình 3.45. Ảnh hưởng của nồng độ CNC đến hàm lượng chất khô hòa tan trong chuối được phủ màng HPMC-CNe-ChNp-CNC............................................................ 105 xi
Hình 3.46. Mẫu chuối sau bảo quản 24 ngày ở điều kiện 20oC, 80% RH............................. 107 Hình 3.47. Hàm 2D - Biểu diễn quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y1 : đường tổng số ............................................................................................... 111 Hình 3.48. Hàm 3D - Biểu diễn ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm đến hàm lượng đường tổng số của mẫu chuối bảo quản bằng màng phủ compozit .................... 111 Hình 3.49. Hàm 2D - Biểu diễn quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y2 : độ cứng. ........................................................................................................ 112 Hình 3.50. Hàm 3D - Biểu diễn ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm đến độ cứng của mẫu chuối bảo quản bằng màng phủ compozit ................................................... 113 Hình 3.51. Hàm 2D - Biểu diễn quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y3 : tỉ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên................................................................... 114 Hình 3.52. Hàm 3D - Biểu diễn ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm đến tỉ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên của các mẫu chuối bảo quản bằng màng phủ compozit ..... 115 Hình 3.53. Hàm 2D - Biểu diễn quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y4 : điểm cảm quan .............................................................................................. 115 Hình 3.54. Hàm 3D - Biểu diễn ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm đến điểm chất lượng cảm quan của các mẫu chuối bảo quản bằng màng phủ compozit ........... 116 Hình 3.55. Biểu diễn sự mong đợi của các yếu tố thực nghiệm và hàm mục tiêu ................. 117 Hình 3.56. Mức độ đáp ứng sự mong đợi của mô hình ứng dụng nano nhằm cải tiến tính chất chức năng của màng HPMC trong bảo quản chuối .................................... 118 Hình 3.57. Hiệu quả ức chế sự phát triển nấm C.musae trên chuối gây nhiễm nhân tạo của màng phủ compozit tối ưu (sau 7 ngày ở 25oC, 80% RH) ............................ 120 xii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Bảo quản rau quả tƣơi có ý nghĩa thực tiễn vô cùng quan trọng về mặt kinh tế và sức khỏe cộng đồng vì đây là nhóm nông sản có mức tổn thất sau thu hoạch cao nhất và thƣờng bị nhiễm bẩn vi sinh vật và hóa chất ở mức độ cao, thƣờng xuyên và khó kiểm soát. Mặt khác, xu hƣớng tiêu dùng rau quả tƣơi trên thế giới hiện nay tăng và lan tỏa rất nhanh do ngƣời tiêu dùng nhận thức ngày càng đầy đủ về vai trò sống còn của các chất dinh dƣỡng vi lƣợng và hoạt chất sinh học của các thực phẩm tự nhiên nguồn gốc thực vật. Tổn thất sau thu hoạch rau quả ở Việt Nam hiện vẫn còn rất cao do bản chất của rau quả tƣơi rất nhanh chóng bị hƣ hỏng sau khi thu hái. Thêm vào đó, vi sinh vật nhiễm bẩn trƣớc, trong và sau thu hoạch cũng góp phần rất lớn làm hỏng cấu trúc và gây thối hỏng rau quả. Các hiện tƣợng này lại càng trở nên trầm trọng hơn trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của nƣớc ta. Trong khi đó, Việt Nam vẫn còn là một nƣớc nghèo, đang rất thiếu công nghệ thích ứng cho bảo quản nông sản, trong đó có rau quả tƣơi. Ngay cả phƣơng pháp bảo quản lạnh đã rất phổ biến trên thế giới thì hiện tại vẫn chƣa thể áp dụng đƣợc nhiều ở trong nƣớc vì vốn đầu tƣ vẫn là trở ngại lớn ở các quy mô sản xuất nhỏ. Tồn dƣ hóa chất trong rau quả ở mức cao do sử dụng tùy tiện về chủng loại và liều lƣợng hóa chất độc hại trong sản xuất và trong bảo quản thực sự đang là mối lo ngại của toàn xã hội. Do vậy, việc đề xuất giải pháp kỹ thuật bảo quản rau quả tƣơi mang tính khả thi xét theo nhiều mặt sẽ thực sự có ý nghĩa lớn và rất cấp thiết. Để giải quyết các vấn đề trên, loại hình bao gói dạng màng phủ trên rau, quả mở ra một hƣớng mới trong lĩnh vực bảo quản thực phẩm cũng nhƣ bảo quản trái cây sau thu hoạch. Công nghệ tạo màng bề mặt để bảo quản rau quả về nguyên tắc là tạo ra một dịch lỏng dạng gel hoặc nhũ tƣơng rồi phủ lên bề mặt quả (hoặc rau ăn quả, rau ăn củ) bằng cách phun, dúng, xoa, lăn. Khi dịch lỏng khô đi tạo ra một lớp màng mỏng trong suốt trên bề mặt. Lớp màng phủ này làm giảm tổn thất khối lƣợng và làm chậm sự nhăn nheo vỏ quả do hạn chế quá trình mất nƣớc. Mặt khác, do màng phủ có thể tạo ra vùng vi khí quyển điều chỉnh (MA) xung quanh quả nên làm thay đổi sự trao đổi khí. Kinh nghiệm áp dụng của các nƣớc chỉ ra rằng công nghệ tạo màng có hiệu quả bảo quản và hiệu quả kinh tế cao, giá thành bảo quản thấp, dễ -1-
sử dụng, không đòi hỏi nhiều về thiết bị, không tiêu tốn nhiều năng lƣợng, thân thiện môi trƣờng và an toàn thực phẩm [56]. Các vật liệu tạo màng phủ thƣờng đƣợc sử dụng từ những vật liệu có nguồn gốc sinh học và đƣợc công nhận là an toàn cho con ngƣời nhƣ protein, polysaccarit và lipid [51, 113, 119]. Trong đó, cellulose đƣợc quan tâm hơn cả nhờ cellulose là nguồn nguyên liệu tự nhiên, sẵn có và có tính chất tạo màng phủ rất tốt. Tuy nhiên do trong cấu trúc polyme của cellulose chứa nhiều liên kết hydro nên cellulose tự nhiên không hòa tan trong nƣớc. Để tận dùng đƣợc nguồn nguyên liệu này, các dẫn xuất của cellulose đƣợc đặc biệt quan tâm nhƣ hydroxy-propyl-methyl-cellulose (HPMC), carboxy-methyl-cellulose (CMC). So với CMC thì HPMC có tính chất tạo màng tốt, không mùi, không vị, có tính thấm khí tốt và giữ đƣợc mùi hƣơng của sản phẩm đƣợc coi là phụ gia thực phẩm (E464) đang đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và dƣợc phẩm. Với các ƣu điểm trên thì tính ƣa nƣớc của HPMC lại là nhƣợc điểm trong tạo màng do khả năng ngăn cản sự thoát nƣớc của quả kém [149]. Nhằm cải thiện nhƣợc điểm của màng HPMC, các thành phần kị nƣớc đƣợc bổ sung vào HPMC để tạo ra vật liệu tạo màng dạng compozit, vật liệu này cho phép hạn chế tính chất ƣa nƣớc của màng HPMC [9, 73]. Với mục đích cung cấp khí O2 ở lƣợng vừa đủ phù hợp với đặc tính sinh lý của rau quả nhằm hạn chế cƣờng độ hô hấp, màng HPMC đƣợc điều chỉnh tính cản thấm khí nhờ bổ sung một số loại vật liệu nguồn gốc protein, tinh bột biến tính, polyssacharit. Tuy nhiên, với các loại vật liệu này, màng compozit tổng hợp khi ứng dụng trên rau quả sau thu hoạch chỉ đạt đƣợc mức thành công nhất định, đặc biệt là không duy trì đƣợc hƣơng vị tự nhiên của sản phẩm. Gần đây, sự phát triển của vật liệu nano hứa hẹn tiềm năng trong cải thiện tính chất chức năng của màng. Theo các nghiên cứu đã công bố thì chúng có vai trò cải tạo tính chất hóa lý của của màng sinh học nhƣ tạo rào cản mất nƣớc, mất mùi hƣơng và có hoạt tính kháng khuẩn …[133]. Ngoài ra, một số vật liệu nano có tính năng cải tiến tạo màng tích cực hoặc màng thông minh nhƣ tính kháng khuẩn, cố định enzim, hấp thụ ô xy tự do, tính năng cảm biến…[66, 125]. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu về tác dụng của thành phần lớp phủ lên các thuộc tính của màng HPMC thƣờng đƣợc đánh giá ở dạng màng film đổ rời. Hiệu quả của màng cần đƣợc đánh giá khi áp dụng trên bề mặt hoa quả tƣơi, do đặc tính sinh lý của hoa quả đóng vai trò quan trọng đối với quá trình thấm khí qua màng. Chuối là loại quả nhiệt đới và giàu dinh dƣỡng với hàm lƣợng vitamin cao và các hợp chất phenolic, đây là những chất có tác dụng chống ô xy hóa, ngừa ung thƣ và các bệnh liên quan đến tim mạch. Trên thế giới chuối đƣợc đánh giá là một trong -2-
những loại quả không chỉ giàu giá trị dinh dƣỡng mà còn có giá trị kinh tế cao. Theo báo cáo của Tổng cục thống kê về tình hình sản xuất chuối năm 2013 và 2015, sản lƣợng chuối của Việt Nam đạt mức 1,9 triệu tấn/năm. Trƣớc tình hình hội nhập kinh tế, chuyên ngành bảo quản chuối sau thu hoạch tại Việt Nam cần lựa chọn ra công nghệ và giải pháp bảo quản nhằm đảm bảo đƣợc thời gian và chất lƣợng chuối sau thu hoạch. Trong phạm vi nghiên cứu này, đề tài ―Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano để cải tiến chế phẩm tạo màng Hydroxy-propyl-methyl-cellulose (HPMC) dùng trong bảo quản quả chuối” tập trung nghiên cứu nhằm cải thiện đƣợc tính bán thấm và hiệu quả ức chế sự phát triển vi sinh vật của màng HPMC. Trong đó, các nghiên cứu đƣợc đề cập đến tổng hợp nano (carnauba, chitosan, cellulose) phục vụ nghiên cứu ứng dụng, đánh giá ảnh hƣởng của các vật liệu nano này tới cấu trúc, đặc tính của màng HPMC; bƣớc đầu đánh giá hiệu lực bảo quản của màng phủ HPMC-nano trên quả chuối sau thu hoạch. 2. Mục tiêu nghiên cứu Tổng hợp và ứng dụng nano hữu cơ (carnauba, chitosan, cellulose) để cải tiến tính chất chức năng (trao đổi khí, trao đổi hơi nƣớc và hiệu quả ức chế vi sinh vật) của màng HPMC, đồng thời đánh giá hiệu lực bảo quản của màng phủ compozit HPMC-nano trên quả chuối sau thu hoạch làm cơ sở áp dụng trong thực hành bảo quản chuối phục vụ sản xuất nông nghiệp sạch và bền vững. 3. Nội dung nghiên cứu -Tổng hợp và xác định một số tính chất đặc trƣng của các vật liệu nano nhũ tƣơng carnauba, nano chitosan và nano cellulose. -Ứng dụng nano nhũ tƣơng carnauba (CNe) để cải tiến tính chất chức năng và hiệu quả bảo quản của HPMC. -Ứng dụng nano chitosan (ChNp) để cải tiến tính chất chức năng và hiệu quả bảo quản của HPMC và compozit HPMC-CNe. -Ứng dụng nano cellulose tinh thể để cải tiến tính chất chức năng và hiệu quả bảo quản của HPMC và compozit HPMC-CNe-ChNp. -Nghiên cứu ảnh hƣởng đồng thời của nano nhũ tƣơng carnauba, nano chitosan và nano cellulose đến tiến tính chất chức năng và hiệu quả bảo quản quả chuối của chế phẩm tạo màng HPMC. -Tối ƣu hóa nồng độ thành phần nano trong chế phẩm tạo màng HPMC-CNe- ChNp-CNC. -3-
4. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận án 4.1. Ý nghĩa khoa học Xây dựng đƣợc cơ sở khoa học, phƣơng pháp tổng hợp compozit HPMC và đƣa vào ứng dụng từ các loại vật liệu nano nhằm cải thiện đặc tính thấm khí, thấm nƣớc, độ bền cơ lý và tính kháng vi sinh vật trong bảo quản rau quả sau thu hoạch. Kết quả nghiên cứu là tiền đề để hoàn thiện và phát triển các loại màng phủ HPMC ứng dụng cho nhiều loại rau quả có đặc tính sinh lý khác nhau. 4.2. Giá trị thực tiễn của luận án Chủ động đƣợc công nghệ tổng hợp nano và quy trình tạo chế phẩm compozit HPMC ứng dụng trong bảo quản rau quả với chi phí sản xuất thấp, hiệu quả bảo quản cao so với các phƣơng pháp bảo quản bằng màng phủ thông dụng khác. Kết quả bƣớc đầu ứng dụng chế phẩm compozit HPMC tổng hợp từ ba vật liệu nano (carnauba, chitosan và cellulose) để bảo quản chuối thành công ở quy mô thực nghiệm có thể phát triển ứng dụng ở quy mô sản xuất phục vụ nội tiêu và xuất khẩu. 5. Điểm mới của luận án -Đã tổng hợp đƣợc nano nhũ tƣơng carnauba, nano chitosan và nano cellulose là các thành phần quan trọng có khả năng cải thiện đƣợc đặc tính (trao đổi khí, trao đổi hơi nƣớc và độ bền cơ học) của màng phủ compozit HPMC ứng dụng hiệu quả cao trong bảo quản quả chuối và và là tiền đề trong ứng dụng cho các loại rau quả khác. . - Đã đánh giá đƣợc tác dụng của nano chitosan trong việc ức chế sự phát triển của nấm thán thƣ C.musae đƣợc phân lập từ chuối. -Đã xác định đƣợc công thức phối chế tối ƣu từ ba loại vật liệu nano (carnauba, chitosan và cellulose) để tổng hợp chế phẩm dạng tạo màng dạng commposite HPMC có hiệu quả cao trong bảo quản quả chuối. 6. Cấu trúc luận án Luận án đƣợc trình bày trong 123 trang gồm 3 phần với 19 bảng, 57 hình và đồ thị. Phần 1. Mở đầu (4 tr.). Chƣơng 1.Tổng quan (32 tr.); Chƣơng 2.Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu (14 tr.); Chƣơng 3. Kết quả và thảo luận (72 tr.); Phần 2. Kết luận và kiến nghị (2 tr.); Tài liệu tham khảo với 151 tài liệu tham khảo và Phần phụ lục. -4-
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Công nghệ tạo màng ứng dụng trong bảo quản rau quả tƣơi 1.1.1. Đặc tính của rau quả sau thu hoạch và các phƣơng pháp bảo quản 1.1.1.1. Đặc tính của rau quả sau thu hoạch Trao đổi chất của tế bào thực vật diễn ra hai quá trình: Quá trình tổng hợp các chất đặc trƣng đồng thời tích lũy năng lƣợng thƣờng đƣợc gọi là đồng hóa và quá trình phân giải các chất đặc trƣng đồng thời giải phóng năng lƣợng gọi là dị hóa. Sau thu hoạch, quá trình đồng hóa ở rau quả gần nhƣ dừng lại do đã bị tách ra khỏi nguồn cung cấp dinh dƣỡng trực tiếp từ cây. Để cung cấp năng lƣợng cho duy trì hoạt động sống của tế bào, các phản ứng sinh hóa diễn ra theo con đƣờng dị hóa. Trong đó, các vật chất hữu cơ (carbohydrate, lipit, protein) sẽ chuyển hóa thành các hợp chất cuối cùng và sản sinh ra năng lƣợng, đồng thời thải ra hơi nƣớc, CO2, khí etylene. Song song với dị hóa là quá trình già hóa và chín của quả diễn ra. Đến thời điểm nhất định, các phản ứng sinh hóa bị đình chỉ và tế bào thực vật dừng sự sống [93]. Cƣờng độ hô hấp là chỉ tiêu đánh giá mức độ trao đổi chất của rau, quả. Phƣơng trình tổng thể cho hô hấp hiếu khí nhƣ sau: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 686 kcal/mol (1.1a) Làm chậm quá trình hô hấp sẽ hạn chế những biến đổi sinh lý và sinh hóa, nhờ đó quá trình sống của tế bào thực vật kéo dài lâu hơn [35]. Tuy nhiên, trong điều kiện hàm lƣợng ô xy cung cấp cho thực vật nhỏ hơn 2%, rau quả hô hấp yếm khí, đƣờng bị lên men theo phƣơng trình 1.1b: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2 CO2 + 117,23 kcal/mol (1.1b) Quá trình hô hấp yếm khí phân giải đƣờng ra rƣợu, acetaldehyde, CO2 và axit lactic, sau đó acetaldehyde tạo ra ethanol, mất mùi, sản phẩm bị hƣ hỏng trƣớc khi xảy ra chết tế bào [23]. Do đó, để kéo dài thời gian bảo quản rau thu hoạch cần giảm cƣờng độ hô hấp, qua đó giảm tốc độ chuyển hóa cơ chất và kéo dài thời gian bảo quản. 1.1.1.2. Bảo quản rau quả tươi trong môi trường nhiệt độ thấp, độ ẩm cao Để hạn chế cƣờng độ hô hấp của rau quả và vi sinh vật gây thối hỏng, phƣơng pháp bảo quản lạnh kết hợp duy trì độ ẩm môi trƣờng bảo quản cao là phƣơng pháp phổ biến nhất. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp là nhiệt độ yêu cầu kiểm soát phải phù -5-
hợp với sinh lý của từng nhóm rau quả, đảm bảo không gây tổn thƣơng lạnh cho sản phẩm, đặc biệt là đối với rau quả nhiệt đới. Đồng thời, phƣơng pháp bảo quản lạnh còn chƣa kinh tế cho các nƣớc nghèo do vốn đầu tƣ và chi phí năng lƣợng cao. 1.1.1.3. Bảo quản rau, quả tươi bằng hóa chất Nguyên tắc bảo quản dựa vào tác dụng diệt nấm mốc của một số chất diệt nấm, ví dụ benomil (benlat), carbendazim, topsin, funginex, rovral (iprodione), v.v. Một nhóm chất khác tác dụng theo nguyên tắc kích thích sinh trƣởng thực vật, ví dụ 2,4-D. Hiện nay, hầu hết các chất này đều bị cấm hoặc khuyến cáo không nên sử dụng sau thu hoạch cho rau quả tƣơi vì để lại dƣ lƣợng gây ảnh hƣởng tới sức khoẻ ngƣời tiêu dùng và tác hại đến môi trƣờng. Các chất diệt nấm hóa học trên nếu sử dụng phải là những chất ít độc hại và phải đƣợc phép của quốc gia và quốc tế. 1.1.1.4. Bảo quản rau quả tươi bằng chất hấp thụ khí etylen và 1-MCP Nguyên tắc của phƣơng pháp là sử dụng chất hấp thụ khí etylen đặt trong môi trƣờng bảo quản rau quả (và hoa) tƣơi. Chất hấp thụ phổ biến nhất dựa vào khả năng khử của kali permanganate (KMnO4) biến etylen thành CO2 và hơi nƣớc. Chất khử này đƣợc dung nạp trong chất mang là loại chất hấp thụ bề mặt lớn, thông thƣờng là alumina hay zeolit. Kỹ thuật hấp thụ khí etylen dễ thực hiện, giá thành thấp nhƣng hiệu quả không cao và chỉ hiệu quả với một số loại rau quả. Cần kết hợp với phƣơng pháp khác. Để hạn chế tác dụng của etylen, 1-MCP (methylcy- clopropen) cũng đƣợc sử dụng. Với một lƣợng rất nhỏ (ppb) 1-MCP có thể ức chế etylen làm dừng các quá trình biến đổi sinh hóa của rau quả. Hiện nhiều nƣớc vẫn đang tiếp tục nghiên cứu đặc biệt là về tính an toàn của 1-MCP [11, 17]. 1.1.1.5. Bảo quản rau quả tươi bằng bao gói biến đổi khí (MAP) và kiểm soát khí (CA) Phƣơng pháp MAP và CA đều dựa trên nguyên tắc thay đổi thành phần khí trong môi trƣờng bảo quản đáp ứng nồng độ khí carbonic cao và ô xy thấp làm giảm cƣờng độ hô hấp và làm chậm quá trình già hóa giúp kéo dài thời gian bảo quản. Hiện đã có nhiều nghiên cứu và công thức thành phần khí thích hợp cho nhiều loại rau quả khác nhau. Tuy nhiên, để đạt đƣợc hiệu quả cao, phƣơng pháp này yêu cầu cần tính toán chính xác mối quan hệ giữa cƣờng độ hô hấp và nồng độ khí yêu cầu. Việc áp dụng đòi hỏi kỹ thuật cao và thƣờng yêu cầu kết hợp với nhiệt độ thấp. Bên cạnh các hạn chế nêu trên, chi phí đầu tƣ cao vẫn là lý do chủ yếu của việc thiếu khả thi phổ cập công nghệ này tại nhiều nƣớc đang phát triển [12]. -6-