Nghiên cứu chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP) ứng dụng để bảo quản vải thiều Lục Ngạn

LuËn v¨n Th¹c sü NguyÔn ThÞ Trang ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Nguyễn Thị Trang NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG BAO GÓI KHÍ QUYỂN BIẾN ĐỔI MAP ỨNG DỤNG BẢO Q

Trang 1

LuËn v¨n Th¹c sü NguyÔn ThÞ Trang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Nguyễn Thị Trang

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG BAO GÓI KHÍ

QUYỂN BIẾN ĐỔI (MAP) ỨNG DỤNG BẢO QUẢN

VẢI THIỀU LỤC NGẠN

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Thị Thu Hà

Hà Nội – 2016

Trang 2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu các phương pháp bảo quản rau quả tươi 4

1.1.1 Nguyên nhân gây tổn thất rau quả sau thu hoạch 4

1.1.2 Các phương pháp bảo quản rau quả tươi phổ biến hiện nay 4

1.1.2.1 Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao 4

1.1.2.2 Bảo quản bằng hóa chất 4

1.1.2.3 Bảo quản trong môi trường khì quyển điều khiển CA (Controlled Atmosphere) 5

1.1.2.4 Bảo quản trong môi trường khì quyển biến đổi MA 5 (Modified Atmosphere) 5

1.1.2.5 Bảo quản hoa quả bằng lớp phủ ăn được 6

1.1.2.6 Bảo quản bằng bao gói khì quyển biến đổi (MAP) 7

1.2 Vật liệu và công nghệ chế tạo màng MAP 9

1.2.1 Công nghệ chế tạo màng 9

1.2.2 Vật liệu để chế tạo màng MAP 11

1.3 Ứng dụng màng MAP để bảo quản rau quả sau thu hoạch 13

1.4 Tình hình nghiên cứu bảo quản quả vải trong và ngoài nước 17

1.4.1 Ngoài nước 17

1.4.2 Trong nước 26

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 31

2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất 31

2.2 Dụng cụ và thiết bị 31

2.2.1 Dụng cụ 31

Trang 3

2.2.2 Thiết bị sử dụng 31

2.3 Các phương pháp phân tích, đánh giá 32

2.3.1 Tỉ lệ hao hụt khối lượng 32

2.3.2 Tỉ lệ hư hỏng 33

2.3.3 Độ cứng 33

2.3.4 Màu sắc vỏ quả 33

2.3.5 Hoạt độ enzym polyphenol oxadies (PPO) 33

2.3.6 Hàm lượng chất khô hòa tan tổng số 35

2.3.7 Hàm lượng đường tổng 35

2.3.8 Hàm lượng vitamin C 35

2.3.9 Hàm lượng axit tổng số 35

2.3.10 Xác định nồng độ khì CO2, O2 bên trong bao gói 36

2.3.11 Chỉ số bệnh do vi sinh vật 36

2.4 Phương pháp tiến hành 37

2.4.1 Nghiên cứu chế tạo màng MAP 37

2.4.2 Nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản vải Lục Ngạn 41

2.4.3 Nghiên cứu biện pháp tiền xử lì kết hợp màng MAP để bảo quản vải 42

2.4.3.1 Nghiên cứu loại bỏ vi sinh vật gây hư hỏng bằng phương pháp xử lì nước nóng 43

2.4.3.2 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng phương pháp hạ pH 43

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 Nghiên cứu chế tạo màng MAP 46

3.1.1 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chiều dày màng 46

3.1.2 Tình chất cơ lì của màng MAP 47

Trang 4

3.1.3 Tình chất nhiệt của màng MAP 48

3.1.3.1 Phân tìch nhiệt trọng lượng (TGA) 48

3.1.3.2 Nhiệt vi sai quét (DSC) 50

3.1.4 Hính thái học bề mặt 52

3.1.4.1 Ảnh kình hiển vi điện tử quét (SEM) 52

3.1.4.2 Ảnh chụp kình hiển vi quang học 54

3.1.5 Độ thấm hơi nước của màng MAP 56

3.2 Nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản vải thiều Lục Ngạn 57

3.2.1 Nghiên cứu màng MAP để bảo quản vải thiều Lục Ngạn 57

3.2.1.1 Hao hụt khối lượng và tỉ lệ hư hỏng 57

3.2.1.2 Đánh giá cảm quan 58

3.2.1.3 Độ cứng quả 62

3.2.1.4 Sự biến đổi hàm lượng khì CO2 và O2 bên trong bao gói 62

3.2.1.5 Tổng chất rắn hòa tan và axit trong quả 64

3.3 Nghiên cứu các biện pháp tiền xử lí kết hợp màng MAP để bảo quản vải 65

3.3.1 Nghiên cứu loại bỏ vi sinh vật gây hư hỏng bằng phương pháp xử lì nước nóng 65

3.3.1.1 Tỉ lệ hư hỏng 65

3.3.1.2 Chỉ số màu sắc 66

3.3.1.3 Chỉ số bệnh do vi sinh vật 67

3.3.2 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng phương pháp hạ pH 70

3.3.2.1 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit oxalic 70

3.3.2.2 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit citric 73

Trang 5

3.3.2.3 Nghiên cứu ổn định màu vỏ quả vải bằng dung dịch axit clohidric 75

KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

Trang 6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Vì dụ về áp dụng các lớp phủ ăn được cho quả 7

Bảng 1.2 Phân loại các loại nhựa PE 12

Bảng 1.3 Điều kiện MA và độ chọn lọc cần thiết đối với bao gói khì quyển biến đối cho các loại quả 14

Bảng 1.4 Điều kiện và độ chọn lọc cần thiết đối với bao gói khì quyển biến đối cho các loại rau 15

Bảng 1.5 Thành phần các chất có trong 100g thịt vải tươi 18

Bảng 1.6 Tính hính sản xuất và xuất khẩu vải của các nước trên thế giới 19

Bảng 1.7 Thực trạng sản xuất vải thiều huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang 27

Bảng 2.1 Thang điểm đánh giá chỉ số bệnh do vi sinh vật 36

Bảng 2.2 Đơn phối liệu cho quá trính chế tạo chất chủ 38

Bảng 2.3 Thông số công nghệ quá trính trộn cắt hạt nhựa 38

Bảng 2.4 Đơn phối liệu của quá trính thổi màng 39

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của các thông số kĩ thuật đến chiều dày mang 46

Bảng 3.2 Tình chất cơ lì của màng MAP 47

Bảng 3.3 Dữ liệu phân tìch nhiệt trọng lượng của các loại màng MAP 49

Bảng 3.4 Dữ liệu vi sai quét của các loại màng MAP 51

Bảng 3.5 Độ thấm hơi nước của màng MAP ở các nhiệt độ khác nhau 56

Bảng 3.6 Tỉ lê hư hỏng của quả vải trong quá trính bảo quản (%) 57

Bảng 3.7 Đánh giá cảm quan trạng thái màu sắc, độ cứng vỏ quả và hương vị thịt quả của quả vải 60

Bảng 3.8 Độ cứng quả vải trong quá trính bảo quản (kg/cm2) 62

Bảng 3.9 Sự biến đổi hàm lượng chất rắn hòa tan của quả vải trong quá trính bảo quản (oBrix) 64

Trang 7

Bảng 3.10 Sự thay đổi hàm lượng axit của quả vải trong quá trính bảo quản

64

Bảng 3.11 Tỉ lệ hư hỏng (%) của quả vải 65

Bảng 3.12 Chỉ số màu sắc của vỏ quả (∆E) 66

Bảng 3.13 Chỉ số bệnh do vi sinh vật gay ra 68

Bảng 3.14 Độ lún quả (mm) 70

Bảng 3.16 Hoạt độ PPO (U/mg Protein) 72

Trang 8

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hính 1.1 Sơ đồ nguyên lì máy đùn 10

Hính 1.2 Sản lượng vải của các nước trên thế giới 18

Hính 2.1 Sơ đồ quá trính chế tạo chất chủ 37

Hính 2.2 Sơ đồ nguyên lì hệ thống đùn thổi màng 39

Hính 2.3 Sơ đồ thì nghiệm xác định độ thấm hơi nước qua màng 40

Hính 3.1 Giản đồ TGA của các loại màng MAP 49

Hính 3.2 Giản đồ DSC của các loại màng MAP 51

Hính 3.3 Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia zeolit hàm lượng 3% (3a, 3b); 5% (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) 53

Hính 3.4 Ảnh SEM của màng MAP với phụ gia silica hàm lượng 5% 53

Hính 3.5 Ảnh chụp kình hiển vi quang học của màng LDPE không chứa phụ gia 54

Hính 3.6 Ảnh chụp kình hiển vi quang học của màng với phụ gia zeolit hàm lượng 3% (3a, 3b); 5% (5a, 5b) và 7% (7a, 7b) 55

Hính 3.7 Ảnh chụp kình hiển vi quang học của màng với phụ gia silica hàm lượng 5% 57

Hính 3.8 Nồng độ CO2 bên trong bao gói 62

Hính 3.9 Nồng độ O2 bên trong bao gói 63

Hính 3.10 Quả vải trước và sau thời gian bảo quản 69

Hính 3.11 Màu vỏ quả sau thời gian bảo quản 78

Trang 9

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AA: Acetaldehit

BOPP: Biaxial Oriented Polypropylene

CA: Controlled Atmosphere

CMC: cacboxymetyl xenlulozơ

EDTA: etylendiamintetraacetic

HPMC: hydroxypropyl metyl xenlulozơ

HDPE: Hight - density polyetyhylene

LDPE: Low – density polyetyhylene

LLDPE: Linear Low - density polyetyhylene

MA: Modified Atmosphere

MAP: Modified Atmosphere Packing

MDPE: Medium- density polyetyhylene

PPO: Polyphenol oxidase

PVAc: polyvinyl acetat

TTS: Tổng hàm lượng chất khô hòa tan tổng số

VLDPE: Very Low - density polyetyhylene

UHMWPE: Ultra – High Molecular Weight Polyetyhylene

Trang 10

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ này được hoàn thành tại Phòng Vật liệu Polyme – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn đến:

TS Phạm Thị Thu Hà đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo các điều kiện thí nghiệm thuận lợi giúp cho tôi hoàn thành luận văn này

TS Nguyễn Thanh Tùng đã hướng dẫn tôi thực hiện các thí nghiệm của luận văn

Tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô và các bạn trong Phòng Vật liệu Polyme – Viện Hóa học đã trao đổi kinh nghiệm và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện Luận văn này

Hà Nội, tháng 09 năm 2016

Học viên

Nguyễn Thị Trang

Trang 11

MỞ ĐẦU

Nước ta nằm trong vùng khì hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm mưa nhiều, đây

là điều kiện thuận lợi để phát triển ngành nông nghiệp với số lượng nông sản đa dạng, phong phú và xuất hiện quanh năm Nông sản là một mặt hàng thiết yếu phục vụ cho cuộc sống Cùng với sự phát triển của xã hội, yêu cầu đối với các mặt hàng nông sản không chỉ tăng về số lượng mà còn tăng cả về chất lượng Tuy nhiên, quá trính sản xuất, thu hoạch và buôn bán hàng nông sản lại mang tình thời

vụ Vào thời điểm chình vụ, hàng nông sản dồi dào, phong phú về chủng loại, chất lượng tốt và giá rẻ Ngược lại, những lúc trái vụ thí hàng nông sản lại khan hiếm, chất lượng không đồng đều và giá thành thường rất cao Nguyên nhân chủ yếu là

do tính trạng hư hỏng của rau quả sau khi thu hoạch, Việc thu hái, sơ chế bảo quản vẫn tiến hành thủ công là chình, công nghệ bảo quản và phương tiện vận chuyển còn thiếu, lạc hậu dẫn đến chất lượng sản phẩm thấp, giá thành cao Công nghệ bảo quản sau thu hoạch đối với các loại rau quả tươi còn hạn chế, không đáp ứng nhu cầu vận chuyển rau quả đi xa Theo thống kê thí 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, nhất là trong thời kí kinh tế hội nhập như hiện nay Ví thế vấn đề đặt ra là cần có công nghệ bảo quản rau quả có hiệu quả và phù hợp với điều kiện trong nước

Trong những năm gần đây, đã có nhiều công trính nghiên cứu về bảo quản rau quả được tiến hành Một số qui trính 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 Ví vậy cần

Trang 12

tiếp tục nghiên cứu để tím 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 khì quyển biến đổi để bảo quản rau quả, nổi bật là 2 phương pháp: bao gói khì 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 thí sẽ rất thuận lợi trong việc triển khai ứng dụng thực tế Với mong muốn góp phần giải quyết những vấn đề thực tế đặt ra, trong luận văn này chúng tôi chọn đề tài:

“Nghiên cứu chế tạo màng bao gói khì quyển biến đổi (MAP) ứng dụng để bảo quản vải thiều Lục Ngạn”

*Nhiệm vụ của luận văn đặt ra:

- Nghiên cứu công nghệ chế tạo màng bao gói khì quyển biến đổi MAP

- Nghiên cứu ứng dụng màng MAP để bảo quản vải thiều Lục Ngạn

- Nghiên cứu các biện pháp tiền xử lì để nâng cao chất lượng bảo quản vải thiều Lục Ngạn

Trang 13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu các phương pháp bảo quản rau quả tươi

1.1.1 Nguyên nhân gây tổn thất rau quả sau thu hoạch

Hầu hết quá trính 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 tình tỷ lệ tổn thất hoa quả sau thu hoạch do hư hỏng có thể lên tới 20-80% [23] 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 trính biến đổi Chình những biến đổi này làm cho hoa quả nhanh chìn, nhanh già, nhũn…dẫn tới hỏng nếu không áp dụng biện pháp đặc biệt để làm chậm các quá trính này [12] 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 tình 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]

1.1.2.Các phương pháp bảo quản rau quả tươi phổ biến hiện nay [30]

1.1.2.1 Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao

Phương pháp phổ biến nhất để duy trí 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

1.1.2.2 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

Trang 14

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 bí hoặc dụng cụ, thiết bị công nghệ, dễ tách khỏi sản phẩm khi cần sử dụng Tuy nhiên, ìt 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 Ví vậy cần thận trọng khi sử dụng hoá chất để bảo quản hoa quả

1.1.2.3.Bảo quản trong môi trường khí quyển điều khiển CA (Controlled Atmosphere)

Là phương pháp bảo quản hoa quả tươi trong môi trường khì quyển mà thành phần các khì như O2, CO2 được điều chỉnh hoặc được kiểm soát khác với điều kiện bính thường Khì CO2 và O2 có tác dụng trực tiếp lên quá trính 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 trính

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 trính 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

1.1.2.4 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 tình thẩm thấu chọn lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao gói Thậm chì hoa

Trang 15

quả còn được đựng trong container lớn được lót bằng vật liệu tổng hợp có tình thẩm thấu chọn lọc đối với các loại khì

1.1.2.5 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 khì quyển biến đổi (MA) Lớp màng bán thấm tạo thành trên bề mặt hoa quả sẽ giảm bớt quá trính hô hấp và kiểm soát sự mất độ ẩm cũng như cung cấp các chức năng khác [12] Lớp phủ ăn được từ lâu đã được sử dụng để duy trí chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng của một số loại quả tươi như các loại quả có múi (cam, chanh, quìt), táo, dưa chuột…Lớp phủ ăn được có một số ưu điểm như: cải thiện khả năng duy trí các thành phần chất màu, đường, axit và hương thơm, giảm hao hụt khối lượng, duy trí chất lượng trong quá trính 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 [28] Tuy nhiên, các lớp phủ này cũng bộc lộ một số nhược điểm Lớp phủ dày có thể hạn chế sự trao đổi khì hô hấp làm cho sản phẩm tìch lũy etanol với hàm lượng cao và gây ra mùi khó chịu Tình 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 [41]

Polyme sinh học như protein, polysaccarit, lipit và nhựa là các vật liệu tạo màng thường được sử dụng Đặc tình lý hoá của polyme sinh học có ảnh hưởng lớn

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	508,58 KB