VIỆN HÓA HỌC – VIỆN KHCN VIỆT NAM
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG LĨNH
VỰC BẢO QUẢN (VẢI, NHÃN, MẬN)
CNĐT: ĐINH GIA THÀNH
8138
HÀ NỘI – 2010
MỞ ĐẦU
Nước ta nằm ở khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm mưa nhiều,
có rất nhiều loại rau quả phong phú, đa dạng, xuất hiện quanh năm với hương
vị đặc trưng và tiềm năng phát triển đầy hứa hẹn. Sản phẩm rau quả của nước
ta không chỉ phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước mà đang trở thành mặt
hàng xuất khẩu được nhiều nước ưa chuộng. Hàng năm nước ta thu về hàng
trăm triệu USD từ việc xuất khẩu rau quả. Tuy nhiên việc xuất khẩu rau quả
của Việt Nam vẫn còn nhiều hạn chế, nguyên nhân chủ yếu là do tình trạng
hư hỏng của rau quả sau khi thu hoạch. Theo thống kê thì hiện nay tỉ lệ hư
hỏng sau thu hoạch ở Việt Nam còn rất cao, chiếm tới hơn 20% tổng sản
lượng. Đó là một tổn thất rất đáng kể với người nông dân. Bên cạnh đó, việc
bảo quản tốt sau thu hoạch sẽ làm cải thiện chất lượng rau quả, đáp ứng được
yêu cầu của các nước nhập khẩu cũng như đối với người tiêu dùng. Do đó vấn
đề bảo quản rau quả sau khi thu hái rất cần được quan tâm.
Trước nhu cầu bức thiết về công nghệ bảo quản sau thu hoạch, từ lâu đã
có nhiều công trình nghiên cứu trong nước nhằm tìm ra cách thức bảo quản
rau quả có hiệu quả và phù hợp với điều kiện Việt Nam. Một số qui trình bảo
quản sơ bộ đã được công bố, tuy nhiên việc áp dụng trong thực tế chưa được
rộng rãi. Các phương pháp bảo quản truyền thống tuy có hiệu quả nhưng chỉ
hạn chế ở quy mô nhỏ, mặt khác lại bộc lộ một số nhược điểm khó có thể
khắc phục khi triển khai ở quy mô lớn. Vì vậy cần tiếp tục nghiên cứu để tìm
ra được phương pháp bảo quản phù hợp cho từng loại rau quả.
Các nghiên cứu trong nước hiện nay cũng đang theo xu hướng trên thế
giới, đó là sử dụng khí quyển biến đổi để bảo quản rau quả, nổi bật là 2
phương pháp: bao gói khí quyển biến đổi trong màng chất dẻo và tạo lớp phủ
trên bề mặt rau quả. Đây là một công nghệ đơn giản cho hiệu quả cao và là
một hướng đi triển vọng. Nếu chúng ta chủ động được công nghệ sản xuất
loại màng này thì sẽ rất thuận lợi trong việc triển khai ứng dụng thực tế.
Chính vì vậy, được sự ủng hộ của Văn phòng Các chương trình khoa học
công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước, Ban Chủ nhiệm chương trình KC02/0610, Bộ Khoa học và Công nghệ đã giao cho Viện Hoá học chủ trì thực hiện đề
tài cấp Nhà nước "Nghiên cứu chế tạo vật liệu sử dụng trong lĩnh vực bảo
quản quả (vải, nhãn, mận)".
* Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là:
- Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo màng bao gói bảo quản quả
công suất 20kg/ngày, chế tạo 100kg sản phẩm thử nghiệm.
- Xây dựng công nghệ chế tạo 2 loại vật liệu bao phủ bảo quản quả
dạng dung dịch và nhũ tương công suất 50 lít/mẻ và chế tạo 200 lít sản phẩm
mỗi loại phục vụ thử nghiệm.
- Thử nghiệm bảo quản trên một số loại quả mục tiêu (vải, nhãn, mận)
và xây dựng quy trình bảo quản quy mô 1500-2000 tấn/năm mỗi loại.
* Những nội dung nghiên cứu chủ yếu của đề tài bao gồm:
- Nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản dạng dung dịch từ shellac.
- Nghiên cứu quá trình trùng hợp nhũ tương để chế tạo vật liệu bảo
quản polyvinyl axetat (PVAc).
- Nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản dạng bao gói khí quyển biến đổi
(MAP) từ nhựa LDPE và một số phụ gia vô cơ.
- Nghiên cứu và thử nghiệm vật liệu bảo quản cho các loại quả (vải,
nhãn, mận) và xây dựng quy trình bảo quản.
PHẦN 1. TỔNG QUAN
1.1. Tình hình sản xuất, xuất khẩu rau quả và vấn đề bảo quản sau thu
hoạch
Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, cả nước
hiện có trên 1,4 triệu ha rau, quả cho thu hoạch trên 6,5 triệu tấn trái cây, 9,6
triệu tấn rau với tiềm năng rất lớn về xuất khẩu. Diện tích cây ăn quả cả nước
trong thời gian qua tăng khá nhanh, năm 2005 đạt 766,9 ngàn ha (tốc độ tăng
bình quân là 8,5%/năm), cho sản lượng 6,5 triệu tấn (trong đó chuối có sản
lượng lớn nhất với khoảng 1,4 triệu tấn, tiếp đến quả có múi: 800 ngàn tấn,
nhãn: 590 ngàn tấn). Trên địa bàn cả nước, bước đầu đã hình thành các vùng
trồng cây ăn quả khá tập trung, cho sản lượng hàng hoá lớn như vùng mận
Bắc Hà - Lào Cai; cam Vị Xuyên - Hà Giang, Bưởi Đoan Hùng, vải Lục
Ngạn - Bắc Giang, vải Thanh Hà - Hải Dương, nhãn Hưng Yên...Đã có một
số vùng sản xuất quả tập trung cho xuất khẩu như thanh long của Bình Thuận,
sầu riêng cơm vàng hạt lép, vú sữa Lò rèn, nhãn xuồng cơm vàng... của các
tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Một số địa phương đã và đang xây dựng
được vùng chuyên canh gắn với thương hiệu sản phẩm [1,2].
Kim ngạch xuất khẩu rau, hoa, quả đã tăng từ 123,1 triệu USD năm
2000 lên 330 triệu USD năm 2001; 200 triệu USD năm 2002; 152,5 triệu
USD năm 2003; 178,8 triệu USD năm 2004 và hồi phục ở mức 235,5 triệu
USD năm 2005. Năm 2006 là 261 triệu USD, tăng 10,8% so với năm 2005.
Các loại quả xuất khẩu chủ yếu là: chuối, xoài, dứa, vải, nhãn, thanh long,
dừa, bơ, măng cụt, dưa hấu. Theo số liệu thống kê chính thức của Tổng cục
Hải quan, kim ngạch xuất khẩu rau hoa quả trong tháng 3/2009 đạt 34,6 triệu
USD, tăng 17,8% so với tháng trước và tăng 1,8% so với cùng kỳ 2008. Tính
chung trong quý I/2009, kim ngạch xuất khẩu rau hoa quả của Việt Nam đạt
95,3 triệu USD, tăng 7,8% so với cùng kỳ năm 2008. Kim ngạch xuất khẩu
rau hoa quả tăng dần qua 3 tháng đầu năm 2009. Đây là tín hiệu lạc quan đối
với các doanh nghiệp xuất khẩu rau hoa quả. Tuy nhiên, các doanh nghiệp
xuất khẩu cần phát huy lợi thế cạnh tranh của các sản phẩm rau hoa quả trong
nước và đẩy mạnh xuất khẩu.
Qua các số liệu thống kê, có thể thấy đóng góp của ngành sản xuất rau
quả cho xuất khẩu là khá lớn. Tuy nhiên, nông nghiệp Việt Nam còn có tiềm
năng phát triển cao hơn. Do vậy một dự án lâu dài nhằm phát triển có hệ
thống ngành sản xuất rau quả là điều rất cần thiết. Xuất phát từ thực tế như
trên Bộ Thương mại phối hợp với Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
xây dựng dự thảo “Chương trình quốc gia về phát triển sản xuất và xuất
khẩu rau, hoa, quả tươi” để trình Chính phủ. Trong đề án này, vấn đề bảo
quản sau thu hoạch được đề cập đến như là một vấn đề cấp thiết. Theo thống
kê thì lượng hao hụt sau thu hoạch của rau quả Việt Nam là từ 20-30%, đây là
một con số rất cao. Ngoài ra việc hạn chế trong kĩ thuật bảo quản sau thu
hoạch cũng sẽ cản trở xuất khẩu. Xoài cát, chuối, vú sữa Việt Nam, tuy mùi vị
thơm ngon, nhưng vỏ mỏng, không giữ được lâu, chỉ sau vài tuần đã bị đốm
đen trên vỏ vì quá chín, không bảo quản được để chủ động độ chín của quả
đáp ứng nhu cầu của các thị truờng xa như Pháp, Hà Lan, Ai Cập, Nhật Bản...
Do cước phí vận tải máy bay, đường bộ cao, người kinh doanh của ta
thường bảo quản hoa, quả bằng đá khô đi thị trường Singapore và xuất tiểu
ngạch sang Trung Quốc. Tuy tiết kiệm được chi phí nhưng thời gian bảo quản
ngắn, hàng hay bị hư hỏng trên đường đi và sau khi giao hàng cho khách, gây
mất uy tín. Nói chung, các đơn vị kinh doanh rau, hoa, quả của ta hiện đang
gặp khó khăn rất lớn trong kinh doanh do thiếu hệ thống kho bảo ôn, phương
tiện vận chuyển bảo ôn chuyên dùng, giá cước vận chuyển cao làm cho việc
vận chuyển bảo quản đi xa gặp nhiều khó khăn trở ngại. Đây là một trong
những đòi hỏi bức bách để giải quyết được yêu cầu xuất khẩu rau, hoa và quả
của ta đi thị trường xa.
Không những trong việc xuất khẩu hoa quả tươi mà yêu cầu bảo quản
còn đặt ra cả với sản xuất chế biến trong nước. Các cơ sở chế biến với công
suất ngày càng lớn và vùng nguyên liệu ngày càng rộng yêu cầu khả năng tồn
trữ nguyên liệu lớn hơn để phục vụ cho sản xuất. Bên cạnh đó nhu cầu rau
quả tươi ở trong nước cũng tăng cao do mức sống của người dân được cải
thiện. Do vậy nhu cầu về bảo quản rau quả tươi đang trở nên ngày càng cấp
thiết [3].
Trong số các loại rau quả xuất khẩu chủ yếu, vải, nhãn, mận là những
sản phẩm tươi có sản lượng lớn, rất được ưa chuộng nhưng việc bảo quản là
một vấn đề nan giải. Trong khi đó, mặc dù hướng xử lý sản phẩm bằng cách
chế biến là một hướng đi đúng nhưng ở Việt Nam hiện nay chưa có nhiều nhà
máy có thể đáp ứng được yêu cầu này.
1.1.1. Giới thiệu về quả vải
Cây vải (Litchi chinesis Sonn.) có nguồn gốc từ tỉnh Quảng Đông và
Phúc Kiến ở miền Nam Trung Quốc. Ở Việt Nam, cây vải hiện được trồng
phổ biến ở miền Bắc, đặc biệt là giống vải thiều nổi tiếng ở Thanh Hà- Hải
Dương và Lục Ngạn- Bắc Giang, là 2 vùng trồng vải lớn nhất cả nước. Quả
vải hình cầu hoặc hơi thuôn, dài 3-4cm và đường kính 3cm. Lớp vỏ ngoài
màu đỏ, cấu trúc sần sùi không ăn được nhưng dễ bóc. Bên trong vỏ là lớp cùi
thịt màu trắng mờ, ngọt và giàu vitamin C. Tâm quả là một hạt màu nâu, dài
2cm và đường kính cỡ 1-1,5cm (vải thiều thì cùi dày và hạt nhỏ hơn) [4].
Năm 2006, diện tích vải trên cả nước là gần 70.000ha, trong đó diện tích vải
thiều ở Thanh Hà- Hải Dương và Lục Ngạn- Bắc Giang chiếm tới 50.000 ha.
Năng suất vải đạt 68tạ/ha, với sản lượng khoảng 470.000tấn [5,6]. Khoảng
70-75% sản lượng vải của Việt Nam được tiêu thụ trong nước, phần còn lại
được xuất khẩu sang Trung Quốc, Hồng Kông, các nước ASEAN và một số
nước châu Âu như Pháp, Nga.
Bảng 1.1. Diện tích, sản lượng vải của Việt Nam
Vùng
Trung
du
phía Bắc
- Thái Nguyên
- Tuyên
Quang
- Quảng Ninh
- Phú Thọ
- Bắc Giang
Đồng
bằng
sông Hồng
- Hải Dương
Khu 4 cũ
Tổng số
1996
1997
2000
2002
DT, ha SL, tấn DT, ha SL, tấn DT, ha SL, tấn DT, ha SL, tấn
7.247
7.991
15.085
11.427
37.200
39.130
47.542
60.475
-
-
-
-
5.616
3.970
7.268
6.500
-
-
-
-
320
1.419
-
-
1.097
6.099
1.118
6.774
3.077
11.785
1.925
9.282
4.925
803
20.275
4.276
4.095
20.248
6.500
33.774
8.500
45.475
10.029
16.973
10.029
15.766
11.292
32.517
11.200
35.000
9.325
17.276
12.500
24.964
9.325
25.114
11.294
27.193
7.268
1.580
50.072
17.219
2.664
74.331
11.200
58.740
35.000
95.475
(Nguồn: Số liệu của Tổng cục Thống kê, 2002)
Quan điểm của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn là chỉ đạo tập
trung sản xuất vải thiều, chủ yếu là vòng cung Đông Bắc, tức là bao gồm các
tỉnh Hải Dương, Quảng Ninh, Bắc Giang, Lạng Sơn. Đây là nơi tập trung để
sản xuất mang tính chất hàng hoá. Chỉ 4 tỉnh này cũng đã đủ cung cấp vải
thiều cho thị trường, các vùng khác sản xuất để tiêu thụ tại chỗ hoặc một phần
nội địa. Hiện nay tổng diện tích trồng vải trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh đạt
6.346ha, trong đó diện tích vải thiều là 5.800ha chiếm tỷ lệ 91%, vải chín sớm
chiếm tỷ lệ khoảng 4%, còn lại các giống vải khác chiếm khoảng 5%. Diện
tích vải thiều ở Bắc Giang trên 40.000ha, chiếm hơn 80% tổng diện tích cây
ăn quả của tỉnh. Vụ vải năm 2009, toàn tỉnh Hải Dương có khoảng 13.500ha
vải thiều, tập trung ở 2 huyện Thanh Hà và Chí Linh.
Quả vải từ khi còn trên cây đã rất dễ gặp sâu bệnh, sau khi thu hái
xuống thì cần phải tiêu thụ ngay nếu không sẽ dẫn tới những hư hỏng như vỏ
bị biến màu, nhăn nheo do mất nước, bị thối hỏng do nấm mốc và biến mùi do
sản sinh ra các khí etanol. Những hiện tượng này đối với quả vải xảy ra đặc
biệt nhanh chóng trong điều kiện thường, vì vậy việc bảo quản vải rất khó
khăn. Ngoài ra còn có thể có hư hỏng vật lí trong quá trình vận chuyển, đóng
gói sản phẩm. Thời hạn tồn trữ của vải không những phụ thuộc vào công nghệ
bảo quản sau thu hoạch mà còn phụ thuộc vào các quá trình trước thu hoạch
như chọn tạo giống, kỹ thuật thâm canh, các biện pháp phòng trừ sâu bệnh,
thời điểm và phương pháp thu hái, phương thức và phương tiện vận chuyển
về kho bảo quản.
Thông thường, quả vải khi còn ở trên cây có màu đỏ hồng rất hấp dẫn,
tuy nhiên sau khi thu hoạch vỏ quả thấy đổi rất nhanh và chuyển sang màu
nâu kém hấp dẫn do quá trình “browning” diễn ra trong vỏ quả. Ở điều kiện
thường quá trình này có thể diến ra trong vòng 48 tiếng. Mặt khác, vải có hàm
lượng tanin trong vỏ cao, do đó khi bảo quản ở độ ẩm thấp, có đủ oxy, dưới
tác dụng của enzym polyphenol oxidaza (PPO) các chất màu anthocyanin bị
phân hủy tạo ra các “sản phẩm phụ” có màu nâu làm cho vỏ quả bị nâu hoá
(browning) rất nhanh và giảm giá trị thương phẩm của vải. Đây là vấn đề tồn
tại lớn nhất trong bảo quản vải, cho đến nay chưa có biện pháp giải quyết triệt
để.
1.1.2. Giới thiệu về quả nhãn
Cây nhãn (Euphoria longan), có nguồn gốc ở nam Trung Quốc, thuộc
các tỉnh Quảng Đông, Quảng Tây, Phúc Kiến, sau đó du nhập vào vùng bán
đảo Đông Dương và đi khắp nơi trên thế giới. Tuy nhiên hiện nay diện phân
bố của cây nhãn là hẹp. Cây nhãn hiện được trồng chủ yếu ở Trung Quốc,
Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia, Malaixia và Việt Nam. Trong đó Trung Quốc là
nước trồng nhãn nhiều nhất (1978 từ 2 vạn ha; đến 1988 đạt tới 4,83 vạn ha),
thứ đến là Thái Lan (Chiềng Mai, Lam Phun...) và ở một số nước như Ấn Độ,
Đài Loan...cây nhãn được đầu tư, quan tâm đúng mức đặc biệt là giống, kỹ
thuật canh tác, tiêu thụ sản phẩm, bao bì, đóng gói, marketing...Do vậy, chất
lượng hàng hoá cao, sản phẩm đa dạng, phong phú [7]. Cùng với cây vải, cây
nhãn thuộc họ Bồ hòn nhưng nhãn có tính thích ứng rộng và phong phú nên
chúng được trồng cả vùng nhiệt đới và á nhiệt đới. Có thể phân nhãn ra làm 2
nhóm nhãn có nguồn gốc xuất xứ khác nhau là nhóm có nguồn gốc từ á nhiệt
đới (Trung Quốc) và nhóm có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới (Ấn Độ). Nhãn có
giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt là giá trị chữa bệnh.
Ở Việt Nam, nhãn được trồng trên khắp cả nước, phân bố đều cả 2
miền Nam, Bắc. Việt Nam có rất nhiều giống nhãn nổi tiếng như nhãn lồng
Hưng Yên, nhãn da bò, nhãn nước miền Nam…[8]. Hiện nay nhãn cũng là
loại cây chủ lực ở nhiều địa phương. Những vùng trồng tập trung là:
- Các tỉnh phía Bắc: Hưng Yên, Lào Cai, Yên Bái, Sơn La...
- Các tỉnh phía Nam: Vĩnh Long, Tiền Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ...
Kết quả điều tra, nghiên cứu tại một số vùng trồng nhãn tập trung ở
miền Bắc có thể khái quát một số nét chính như sau:
Bảng 1.2. Diện tích, sản lượng nhãn tại một số vùng trồng nhãn ở miền Bắc
1997
Tỉnh
DT, ha
Hưng
Yên
Lào Cai
Yên Bái
Tổng số
1998
SL,
tấn
DT, ha
1999
SL,
tấn
DT, ha
2000
SL,
tấn
DT, ha
2001
SL,
tấn
DT, ha
SL,
tấn
5.200
14.000
6.000
17.000
6.500
22.000
6.700
21.500
7.000
15.000
477
640
6.317
500
700
15.200
630
930
7.560
100
113
17.213
994
1.150
8.644
2.500
2.000
26.500
1.200
2.000
9.900
2.200
3.000
26.700
1.700
2.500
11.200
2.000
2.500
19.500
Từ 1997-2001, diện tích và sản lượng nhãn ở các vùng trồng nhãn trọng
điểm ở miền Bắc tăng liên tục. Riêng năm 2001 do thời tiết có nhiều bất thuận
nên sản lượng nhãn trong vùng nói chung và miền Bắc nói riêng đầu giảm
đáng kể. Hưng Yên được coi là quê hương xứ sở của các giống nhãn được
trồng ở phía Bắc. Nhãn là cây đặc sản của tỉnh Hưng Yên, đã mang lại nguồn
sản phẩm có giá trị kinh tế lớn cho người trồng và tạo ra môi trường sinh thái
tốt cho vùng trồng. Diện tích và sản lượng nhãn Hưng Yên lớn nhất so với các
tỉnh phía Bắc, với 7000ha chiếm 85% diện tích cây ăn quả của tỉnh. Theo
thống kê của tỉnh Hưng Yên, hàng năm giá trị thu được từ nhãn (từ 19972000) đạt trung bình khoảng 200 tỷ đồng; ngoài ra một số nguồn lợi khác thu
được thông qua việc trồng nhãn như: nuôi ong lấy mật, nghề chế biến nhãn,
giải quyết việc làm...Trong năm 2007, cả nước có 97,9 nghìn ha trồng nhãn,
trong đó diện tích nhãn cho sản phẩm là 81,6 nghìn ha, năng suất đạt 70,8
tạ/ha, sản lượng 578 nghìn tấn [5,6].
Sản xuất chế biến nhãn đã khai thác tốt tiềm năng đất đai, lao động ở
nông thôn, thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu sản xuất, nâng cao điều kiện thúc đẩy
trình độ khoa học kỹ thuật cho người sản xuất, thúc đẩy công nghiệp chế biến
phát triển. Riêng địa bàn tỉnh Hưng Yên đã có trên 2000 lò sấy thủ công, chế
biến được trên 50% sản lượng nhãn quả tươi. Tại Lào Cai có 117 hộ gia đình
chế biến được 497 tấn quả tươi. Tuy nhiên, quá trình sản xuất, bảo quản, chế
biến nhãn hiện đang tồn tại những khó khăn thách thức cần tháo gỡ. Sản xuất
phát triển không đồng đều, chưa có quy hoạch cụ thể, sản xuất giống còn tràn
lan. Đặc biệt chưa có quy trình bảo quản quả tươi, quy trình bảo quản tiên tiến
trong vận chuyển lưu thông chưa được áp dụng. Sản phẩm quả tươi chủ yếu
được tiêu thụ trong nước, việc tiêu thụ ra thị trường Trung Quốc và các nước
khác nhìn chung không ổn định, thường bị tư thương ép giá.
Khác với vải, nhãn là một loài cây khoẻ mạnh, ít sâu bệnh. Tuy vậy
việc bảo quản nhãn cũng gặp những khó khăn như bảo quản vải. Nhãn thường
gặp những hư hỏng như mất nước, thối cùi và rất dễ bị dập nát trong quá trình
vận chuyển. Biện pháp bảo quản chủ yếu hiện nay của bà con nông dân là
đựng nhãn trong các sọt tre, thùng gỗ hoặc hộp cacton để trong điều kiện tự
nhiên. Phương pháp này không có hiệu quả cao do quả dễ bị tác động của
nhiệt độ, độ ẩm, mặt khác lại dễ bị dập nát trong quá trình vận chuyển [9].
1.1.3. Giới thiệu về quả mận
Cây mận thuộc nhóm cây ăn quả ôn đới, quả mận có hương vị thơm
ngọt và hơi chua, rất thích hợp với thị hiếu người Việt Nam. Ngoài phần lớn
mận được sử dụng phổ biến dưới dạng ăn tươi, mận còn được dùng chế biến
mận nước đường, rượu, sirô, ô mai mận, mứt mận...Mận có tên khoa học là
Prunus salicina thuộc họ hoa hồng (Rosaceae), là cây ăn quả có nguồn gốc ôn
đới, phù hợp với khí hậu miền Bắc, mận được trồng nhiều ở vùng miền núi và
vùng cao Mộc Châu (Sơn La), Bắc Hà (Lào Cai), Chợ Đồn, Bạch Thông (Bắc
Cạn), Quản Bạ (Hà Giang). Cây mận dễ trồng, sớm cho thu hoạch, cho năng
suất cao, góp phần phủ xanh đất trống đồi núi trọc, cải thiện đời sống cho
đồng bào dân tộc thiểu số.
Cây mận ở Việt Nam là mận Nhật Bản, có nguồn gốc từ miền nam
Trung Quốc. Với giá trị sử dụng cao, giá trị kinh tế lớn, giống mận này hiện
nay đang được trồng ở rất nhiều nước trên thế giới như Trung Quốc, Nhật
Bản, Việt Nam, Hàn Quốc, Mỹ, Nga, Đức và Úc. Hàng năm đạt sản lượng
khoảng 7-8 triệu tấn và sản phẩm được trao đổi rộng rãi trên thị trường thế
giới. Quả mận thuộc loại quả hạch, đường kính 4-7cm, thịt quả màu vàng đỏ.
Quả có thể thu hoạch vào mùa hè [10,11]. Ở Việt Nam, mận được trồng nhiều
ở các tỉnh miền núi phía bắc, nơi có mùa đông lạnh: Cao Bằng, Lạng Sơn,
Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Mộc Châu, Tuyên Quang...đặc biệt là Lào Cai
với giống mận Tam Hoa nổi tiếng cả nước. Sản lượng mận của nước ta chưa
nhiều bởi chưa được định hướng trồng trọt, việc chế biến các sản phẩm từ
mận chưa được chú ý đúng mức, mận chủ yếu được tiêu thụ phục vụ ăn tươi.
Tuy vậy trong những năm qua, các tỉnh phía Bắc có điều kiện phát triển cây
mận đã chọn lọc được một số giống mận có năng suất cao, phẩm chất tốt: mận
Tam Hoa, mận đường, mận Tả Van...trồng thành vùng tập trung, tạo sản
phẩm hàng hoá với số lượng nhiều, chất lượng tốt. Riêng năm 2007, sản
lượng mận Tam Hoa ở Bắc Hà, Lào Cai là 9 ngàn tấn, doanh thu trên 10 tỷ
đồng [2].
Bảng 1.3. Diện tích và sản lượng mận năm 1997 ở một số tỉnh Đông Bắc
Hạng mục
DT trồng (ha)
DT sản phẩm
NS (tạ/ha)
Sản lượng (tấn)
Toàn vùng Bắc Cạn
Cao Bằng
Lạng Sơn Quảng Ninh
1.902
607
605
625
65
535
100
75
325
35
55,4
50
53
58
52
2.965
500
398
1.885
182
Quả mận được sử dụng chủ yếu ở dạng ăn tươi và tiêu thụ phần lớn ở
các tỉnh phía Bắc. Hiện nay, chúng ta chưa có một dây chuyền đồng bộ, hiện
đại để thực hiện chế biến một lượng lớn mận cho nông dân, mới chỉ có một số
nhà máy sản xuất một số sản phẩm từ mận của Công ty chế biến rau quả I trực
thuộc Tổng Công ty rau quả Việt Nam, tuy nhiên sản phẩm có mẫu mã, chất
lượng còn nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được đòi hỏi của người tiêu dùng.
Mận có một đặc điểm khác với vải và nhãn là nó là loại trái cây ăn cả vỏ. Sau
thu hoạch, mận có thể bị những hư hỏng do mất ẩm, do quá trình chín làm quả
nhanh hỏng cũng như có thể bị nhiễm nấm mốc dẫn đến thối hỏng. Ngoài ra
trong quá trình vận chuyển mận cũng dễ bị bầm dập [12]. Thực tế mận không
được chú trọng nhiều trong vấn đề bảo quản tươi bởi lý do là giai đoạn thu
hoạch mận của nước ta thường ngắn. Hơn nữa sau khi mùa mận của nước ta
thu hoạch, Trung Quốc cũng bắt đầu thu hái mận, với ưu thế về sản lượng lớn,
giá bán không cao, xuất khẩu sang thị trường nước ta qua con đường tiểu
ngạch. Do đó, mận nước ta đưa vào bảo quản tươi sẽ gặp khó khăn trong quá
trình tiêu thụ, cạnh tranh với mận Trung Quốc, hiệu quả kinh tế sẽ không cao.
1.2. Tổng quan các phương pháp bảo quản rau quả tươi
1.2.1. Ngoài nước
1.2.1.1. Nguyên nhân gây tổn thất hoa quả sau thu hoạch:
Hầu hết quá trình suy giảm khối lượng và chất lượng của hoa quả tươi
đều diễn ra trong giai đoạn từ khi thu hoạch đến khi tiêu thụ. Ước tính tỷ lệ
tổn thất hoa quả sau thu hoạch do hư hỏng có thể lên tới 20-80% [13].
Nguyên nhân là do hoa quả sau khi thu hoạch vẫn là những tế bào sống và
vẫn tiếp tục các hoạt động hô hấp và trao đổi chất thông qua một số quá trình
biến đổi. Chính những biến đổi này làm cho hoa quả nhanh chín, nhanh già,
nhũn…dẫn tới hỏng nếu không áp dụng biện pháp đặc biệt để làm chậm các
quá trình này [2]. Rau quả sau thu hoạch thường trải qua một số biến đổi như:
biến đổi sinh hoá, biến đổi vật lý và biến đổi hoá học. Hiểu rõ đặc tính hô hấp
của quả tươi cũng như cơ chế của những biến đổi trên có thể kéo dài thời hạn
bảo quản của chúng [14].
1.2.1.2. Các phương pháp bảo quản hoa quả tươi phổ biến hiện nay [14]
* Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao: Phương pháp phổ biến nhất
để duy trì chất lượng và kiểm soát sự hư hỏng của hoa quả là làm lạnh nhanh
với độ ẩm tương đối (RH) cao. Tuy nhiên, phương pháp này lại gây nên sự hư
hỏng lạnh ở hoa quả và việc kiểm soát nhiệt độ một cách hiệu quả là rất khó
nên một số phương pháp bảo quản khác vẫn đang được nghiên cứu.
* Bảo quản bằng hoá chất: Sử dụng một số loại hoá chất ở những liều
lượng khác nhau để kéo dài thời gian bảo quản của hoa quả chủ yếu dựa vào
khả năng tiêu diệt vi sinh vật của những hoá chất này. Hoá chất được sử dụng
để bảo quản hoa quả tươi cần đáp ứng một số yêu cầu như: diệt được vi sinh
vật ở liều lượng thấp dưới mức nguy hiểm cho người, không tác dụng với các
thành phần trong quả để dẫn tới biến đổi màu sắc, mùi vị làm giảm chất lượng
hoa quả, không tác dụng với vật liệu làm bao bì hoặc dụng cụ, thiết bị công
nghệ, dễ tách khỏi sản phẩm khi cần sử dụng. Tuy nhiên, ít có loại hoá chất
nào có thể thoả mãn tất cả các yêu cầu trên, cho nên khi sử dụng phải chọn
lựa cho phù hợp nhằm đảm bảo đồng thời chất lượng bảo quản và an toàn
thực phẩm. Phương pháp bảo quản bằng hoá chất cũng bộc lộ một số nhược
điểm như: hoá chất có thể làm biến đổi phần nào chất lượng của hoa quả, tạo
mùi vị không tốt, gây hại cho sức khoẻ con người, có thể gây ngộ độc tức
khắc hoặc lâu dài. Vì vậy cần thận trọng khi sử dụng hoá chất để bảo quản
hoa quả.
* Bảo quản trong môi trường khí quyển điều khiển CA (Controlled
Atmosphere): Là phương pháp bảo quản hoa quả tươi trong môi trường khí
quyển mà thành phần các khí như O2, CO2 được điều chỉnh hoặc được kiểm
soát khác với điều kiện bình thường. Khí CO2 và O2 có tác dụng trực tiếp lên
quá trình sinh lý, sinh hoá của hoa quả, từ đó ảnh hưởng tới thời hạn bảo quản
của chúng. Bảo quản trong điều kiện hạ thấp nồng độ O2, tăng hàm lượng
CO2 có thể làm giảm quá trình hô hấp, chậm sự già hoá, nhờ đó kéo dài thời
hạn bảo quản. Phương pháp này có ưu điểm là cho hiệu quả tốt, thời hạn bảo
quản dài, chất lượng hoa quả hầu như không đổi trong quá trình bảo quản.
Tuy nhiên, một nhược điểm của phương pháp này là khá phức tạp, phải chú ý
đặc biệt trong đầu tư xây dựng cũng như vận hành kho bảo quản.
* Bảo quản trong môi trường khí quyển biến đổi MA (Modified
Atmosphere): là phương pháp bảo quản mà hoa quả được đựng trong túi
màng mỏng có tính thẩm thấu chọn lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao
gói. Thậm chí hoa quả còn được đựng trong container lớn được lót bằng vật
liệu tổng hợp có tính thẩm thấu chọn lọc đối với các loại khí.
1.2.1.3. Bảo quản hoa quả bằng lớp phủ ăn được
Trong số các phương pháp bảo quản rau quả đang được nghiên cứu và
sử dụng hiện nay, lớp phủ ăn được rất được chú ý. Lớp phủ ăn được là một
lớp vật liệu mỏng được áp dụng trên bề mặt sản phẩm hoặc để thay thế lớp
sáp bảo vệ tự nhiên và cung cấp một lớp chắn ẩm, oxy và sự di chuyển chất
tan cho thực phẩm. Các lớp phủ này được áp dụng trực tiếp trên bề mặt hoa
quả bằng cách nhúng, phun hay quét để tạo ra một khí quyển biến đổi (MA).
Lớp màng bán thấm tạo thành trên bề mặt hoa quả sẽ giảm bớt quá trình hô
hấp và kiểm soát sự mất độ ẩm cũng như cung cấp các chức năng khác [2].
Lớp phủ ăn được từ lâu đã được sử dụng để duy trì chất lượng và kéo dài thời
hạn sử dụng của một số loại quả tươi như các loại quả có múi (cam, chanh,
quít), táo, dưa chuột…Lớp phủ ăn được có một số ưu điểm như: cải thiện khả
năng duy trì các thành phần chất màu, đường, axit và hương thơm, giảm hao
hụt khối lượng, duy trì chất lượng trong quá trình vận chuyển và bảo quản,
giảm rối loạn khi bảo quản, cải thiện sức hấp dẫn với người tiêu dùng, kéo dài
thời hạn sử dụng [15]. Tuy nhiên, các lớp phủ này cũng bộc lộ một số nhược
điểm. Lớp phủ dày có thể hạn chế sự trao đổi khí hô hấp làm cho sản phẩm
tích lũy etanol với hàm lượng cao và gây ra mùi khó chịu. Tính chất chắn hơi
nước kém của lớp phủ có thể dẫn tới hao hụt khối lượng và mất độ ẩm của sản
phẩm, nhưng nó có thể ngăn chặn sự ngưng tụ hơi nước, là nguồn gây hư
hỏng do vi khuẩn đối với quả được bao gói. Những nhược điểm này có thể
khắc phục nhờ lựa chọn loại và chiều dày lớp phủ phù hợp và tránh xử lý
những loại quả còn non không có mùi thơm hay bảo quản quả đã phủ màng ở
nhiệt độ cao [16].
Polyme sinh học như protein, polysaccarit, lipit và nhựa là các vật liệu
tạo màng thường được sử dụng. Đặc tính lý hoá của polyme sinh học có ảnh
hưởng lớn tới chức năng của lớp phủ nhận được. Việc lựa chọn vật liệu bao
màng thường dựa trên độ tan trong nước, bản chất ưa nước- kị nước, tính dễ
tạo màng và các tính chất cảm quan của chúng [2].
* Lớp phủ từ polysaccarit: Một số polysaccarit đã được sử dụng trong
công thức lớp phủ là tinh bột và pectin, xenlulozơ, chitosan và alginate. Các
lớp phủ này có thể làm chậm quá trình chín, kéo dài thời hạn sử dụng của quả
được bao màng mà không tạo ra các điều kiện kị khí khắc nghiệt [17,18].
Trong số các polysaccarit thì dẫn xuất của xenlulozơ có tính chất tạo màng
tuyệt vời cũng như sẵn có trên thị trường. Các dẫn xuất như cacboxymetyl
xenlulozơ (CMC), metyl xenlulozơ (MC), hydroxypropyl xenlulozơ (HPC) và
hydroxypropyl metylxenlulozơ (HPMC) có thể dễ dàng hòa tan trong nước
hay dung dịch etanol- nước, tạo màng tan trong nước và chịu được chất béo
và dầu. Đây cũng chính là ưu điểm khiến cho các dẫn xuất xenlulozơ được sử
dụng dễ dàng hơn so với chitosan [19].
* Lớp phủ từ protein: Các lớp phủ ăn được từ protein động vật (như
protein sữa) và protein thực vật (như zein, protein đậu nành, gluten lúa mì) có
tính chất chắn oxy, cacbonic và lipit tuyệt vời, đặc biệt là ở độ ẩm tương đối
(RH) thấp [20]. Lớp phủ từ protein giòn và có khả năng bị nứt do mật độ năng
lượng cố kết của polyme này khá bền [21]. Bổ sung các chất hóa dẻo tương
hợp có thể cải thiện khả năng co giãn và tính mềm cao của lớp phủ [22]. Cũng
giống như lớp phủ polysaccarit, lớp phủ từ protein có đặc tính chắn nước
tương đối kém, do bản chất ưa nước vốn có của các protein và các chất hóa
dẻo ưa nước được bổ sung vào lớp phủ để tạo độ mềm dẻo cần thiết [23].
* Lớp phủ từ lipit: Lipit ăn được bao gồm các lipit trung tính, axit béo,
sáp và nhựa, là các vật liệu phủ truyền thống đối với hoa quả tươi, hiệu quả
trong việc tạo ra rào chắn ẩm và cải thiện ngoại quan [24]. Các loại sáp (sáp
carnauba, sáp ong, sáp paraffin, sáp candelilla và các loại khác) đã được áp
dụng làm lớp phủ bảo vệ cho quả tươi với mục đích ngăn chặn sự vận chuyển
ẩm, giảm cọ xát bề mặt trong quá trình bảo quản và kiểm soát sự hình thành
vết rám mềm (thâm vỏ) ở các loại quả như táo nhờ cải thiện tính nguyên vẹn
cơ học và kiểm soát thành phần khí bên trong của quả. Lớp phủ sáp đã được
áp dụng rộng rãi cho các loại quả có múi, táo, cà chua xanh đang chín, dưa
chuột, củ cải và nhiều loại rau khác khi cần bề mặt bóng láng. Lớp phủ từ sáp
vẫn tiếp tục được sử dụng cho các loại quả như chanh, dưa hấu, táo, lê [2529].
Shellac và các lớp phủ từ nhựa thường có độ thấm khí O2, CO2 và
etylen thấp hơn, lớp phủ shellac cũng khô nhanh và tạo cho sản phẩm phủ một
bề mặt bóng. Màng bao shellac tương đối hiệu quả trong việc làm giảm mất
nước nhưng lại có khả năng thấm khí kém nhất trong số các chất tạo lớp phủ
hiện có, có nghĩa là quả dễ dàng trải qua quá trình hô hấp yếm khí và những
thay đổi hương vị thường không mong muốn [20]. Tuy nhiên, hiện nay lớp
phủ shellac vẫn được nghiên cứu và sử dụng ngày càng nhiều do tạo được độ
bóng cho sản phẩm rau quả. Tính chất thấm khí kém có thể khắc phục bằng
cách chế tạo lớp phủ composit với một thành phần khác, thường là lipit.
Nhựa và nhựa thông được đưa vào màng ăn được là nhựa gỗ thông và
coumarone indene, cả hai đều được sử dụng để bao màng cho quả có múi.
Nhựa thông thu được từ nhựa tiết ra của cây thông hoặc sản phẩm phụ của
công nghiệp bột giấy. Nhựa có thể được biến tính bằng cách hydro hoá,
polyme hoá, isome hoá và decacboxyl hóa, tất cả đều để làm tăng tính chất
nhiệt dẻo và tạo màng chịu được những thay đổi màu sắc và oxi hoá.
Coumarone inden là sản phẩm phụ của than hoặc dầu mỏ. Nó chịu được điều
kiện kiềm, axit loãng và ẩm do cấu trúc mạch béo [30].
Các triglyxerit hay lipit trung tính có thể tạo một lớp màng bao ổn định,
liên tục trên bề mặt quả dựa trên độ phân cực tương đối cao của chúng so với
các loại sáp. Hầu hết các axit béo thu được từ dầu thực vật đều được xem là
an toàn thực phẩm và có thể thay thế các loại dầu khoáng trên cơ sở dầu mỏ
để chế tạo lớp phủ ăn được. Tuy nhiên, các lớp phủ này có thể bị mất chất
lượng do tính không bền của hương thơm trong khi dầu thực vật hydro hóa
một phần chịu đuợc mùi ôi đôi khi lại cho kết quả tốt hơn [31].
* Lớp phủ từ polyme tổng hợp: Gần đây, các nhà khoa học tại Cơ quan
Nghiên cứu Nông nghiệp thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đã phát triển một
lớp phủ mới được chế tạo từ polyvinyl axetat (PVAc) loại dùng cho thực
phẩm, rẻ tiền và rất dễ sử dụng, lại cho hiệu quả cao khi ngăn chặn sự hư
hỏng của rau quả sau thu hoạch mà không gây mất màu. Lớp phủ này được áp
dụng cho rau quả bằng phương pháp nhúng, phun hay quét. Lớp phủ từ PVAc
có một số ưu điểm như: làm chậm quá trình hô hấp và duy trì độ chắc của quả
[32].
PVAc là một polyme tổng hợp, thành phần có trong kẹo cao su. Thành
phần lớp phủ ăn được được chế tạo từ PVAc loại dùng trong thực phẩm hòa
tan trong hỗn hợp ancol- nước. Lớp phủ PVAc có độ bóng cao và khả năng
thấm O2 và hơi nước tương đối tốt và chúng tạo thành bề mặt bóng trên kẹo
socola, quả có múi và táo. Việc đưa thêm các chất hóa dẻo giúp duy trì độ
bóng của lớp phủ khi hàm lượng ancol trong dung môi giảm xuống dưới 70%.
Táo tươi và các loại quả có múi được phủ bằng PVAc ít có xu hướng bị lên
men và tạo ra ancol trong quá trình bảo quản [33].
PVAc sử dụng làm lớp phủ cho rau quả thường có khối lượng phân tử
trung bình từ 2000 đến 50.000 và thường được chế tạo ở dạng nhũ tương
trong nước hay trong dung môi ancol- nước. Các chất hóa dẻo, chất hoạt động
bề mặt, phụ gia tăng độ bóng, dung môi cũng như các polyme tạo màng có thể
được đưa vào thành phần của lớp phủ để duy trì độ bóng và độ thấm khí cần
thiết cho quả hay thực phẩm. Lớp phủ PVAc đã được sử dụng cho các loại
quả có múi (như bưởi, cam, chanh, quất, quít), táo, lê, cà chua, các loại quả
nhiệt đới (như chuối, đu đủ, ổi, xoài, các loại dưa, các quả có hạt (như mận,
sơ ri), các quả mọng (dâu, việt quất), nho, đào, dứa, kiwi, hồng, các loại rau
củ (khoai tây, cà rốt, hành), bí, đậu, dưa chuột, xà lác, nấm, bánh kẹo [34].
PVAc thường được chế tạo bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương.
Tính chất của nhũ tương tạo thành thường bị ảnh hưởng bởi thành phần pha
nước, chất ổn định và chất đệm được sử dụng trong quá trình chế tạo vật liệu
cũng như các điều kiện công nghệ (như nhiệt độ, nồng độ monome, pH, tốc
độ khuấy). Nhũ tương PVAc là chất lỏng màu trắng sữa chứa khoảng 4-30%
PVAc (theo khối lượng) dễ dàng áp dụng và có thể làm sạch thiết bị bằng
nước [35].
Bảng 1.4. Ví dụ về áp dụng các lớp phủ ăn được cho quả
Loại hoa
quả
Táo
Vật liệu bao phủ
HPMC, CMC, 2 lớp polysaccarit/lipit,
sáp, shellac, nhũ tương protein váng sữasáp ong, PVAc
Lê
Metylxenlulozơ, PVAc
Xoài
sáp, shellac, dẫn xuất xenlulozơ, PVAc
Quả có múi chitosan, PVAc
Đào
Sáp, CMC, PVAc
Dâu
chitosan, HPMC, PVAc
Tài liệu tham khảo
[34], [36], [37],
[38], [39]
[34], [40], [41]
[34], [42]
[34], [43]
[34], [44]
[34], [45]
* Nhũ hóa vật liệu bảo quản: Để đạt được độ bám dính và bao phủ tốt
nhất cho hoa quả, các vật liệu phủ thường được chế tạo ở dạng nhũ tương.
Nhũ tương có thể được chia thành nhũ tương lớn và vi nhũ. Nhũ tương lớn có
kích thước hạt trong khoảng 2.103-105Å, và vi nhũ có kích thước hạt 10002000Å. Sự hình thành các giọt sáp nhỏ trong vi nhũ phụ thuộc vào tương tác
của pha phân tán và chất nhũ hoá, trong khi kích thước giọt trong nhũ tương
lớn liên quan đến phương pháp phân tán cơ học, bao gồm quá trình đồng hoá
áp suất cao hoặc tốc độ khuấy cao. Quá trình tạo nhũ tương yêu cầu việc lựa
chọn chất nhũ hoá thích hợp. Vi nhũ thường sử dụng hai chất nhũ hoá: một có
thể tan trong cả pha phân tán và pha liên tục và hai là một chất cùng hoạt
động bề mặt, thường là ancol. Kích thước giọt nhỏ trong vi nhũ làm cho màng
đồng nhất và khi khô thì thành một màng bóng.
* Bổ sung các thành phần chức năng vào lớp phủ để tăng cường hiệu
quả: Một trong những tính chất đặc biệt của lớp phủ ăn được là khả năng kết
hợp các thành phần chức năng vào chất nền nhằm tăng cường hiệu quả của
chúng. Hiệu quả này có thể là:
- Cải thiện tính chất cơ bản của lớp phủ, ví dụ như chất hoá dẻo để cải
thiện tính chất cơ lý và chất nhũ hoá để làm bền lớp phủ composit và cải thiện
độ bám dính của lớp phủ [46].
- Cải thiện chất lượng, độ bền và tính an toàn của hoa quả được phủ
nhờ bổ sung các chất chống oxy hoá, tác nhân kháng khuẩn, hương liệu hay
chất tạo màu [12].
1.2.1.4. Bảo quản bằng bao gói khí quyển biến đổi (MAP)
* Vật liệu và công nghệ: Bao gói khí quyển biến đổi (MAP) được định
nghĩa là bao bọc sản phẩm thực phẩm trong các vật liệu chắn khí, trong đó
môi trường khí được thay đổi để ức chế tác nhân gây hư hỏng, nhờ đó có thể
duy trì chất lượng cao hơn của các thực phẩm dễ hỏng trong quá trình sống tự
nhiên hay kéo dài thời hạn sử dụng. Có hai dạng bao gói là bao gói chân
không và bao gói trao đổi khí.
Bao gói chân không liên quan đến việc đặt sản phẩm trong một màng
có độ thấm oxy thấp, loại bỏ không khí khỏi bao gói và gắn kín lại. Hai tác
nhân gây hư hỏng chủ yếu là vi khuẩn hiếu khí và các phản ứng oxy hóa đều
cần tới oxy. Bởi vậy, vô hiệu hóa chúng sẽ ức chế được sự hư hỏng và làm
tăng tối đa chất lượng và thời hạn bảo quản. Tuy nhiên, một số quá trình hư
hỏng sẽ xảy ra do các sinh vật yếm khí và các phản ứng không oxy hóa. Quá
trình này thường được giảm thiểu nhờ bảo quản lạnh. Việc nén sản phẩm là
không thể tránh khỏi và khiến cho bao gói chân không không thích hợp đối
với nhiều loại sản phẩm.
Bao gói trao đổi khí liên quan đến việc loại bỏ không khí khỏi bao gói
và thay thế bằng một khí hoặc hỗn hợp khí riêng. Công nghệ này được thiết
kế một cách đặc biệt nhằm khắc phục một số vấn đề gặp phải (thực tế là gây
ra do) ở bao gói chân không, gọi là ức chế khoảng rộng hơn các tác nhân gây
hư hỏng vi sinh vật và tránh hư hỏng do nén. Như với bao gói chân không sản
phẩm thường được bảo quản lạnh để làm tăng tối đa hiệu ứng ức chế. Ba loại
- Xem thêm -