Nghiên cứu sử dụng chất hấp thu ethylene trong bảo quản quả bơ sau thu hoạch

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến thời gian bảo quản bơ .... Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến hao hụt trọng lượng của bơ theo t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẤT HẤP THỤ ETHYLENE TRONG BẢO QUẢN QUẢ BƠ SAU THU HOẠCH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHÊ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẤT HẤP THỤ ETHYLENE TRONG BẢO QUẢN QUẢ BƠ SAU THU HOẠCH

CBHD: ThS Lê Thị Tưởng

SVTH: Phạm Thị Thu Hiền MSSV: 57130625

Khánh Hòa, tháng 7/2019

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri

ân sâu sắc đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, quý thầy cô Trường Đại học Nha Trang và Khoa Công nghệ Thực phẩm đã tạo điều kiện giúp đỡ và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học tập tại trường

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS Lê Thị Tưởng đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy Phan Thanh Bình và Cô Võ Thị Thùy Dung cùng Ban lãnh đạo, cán bộ, công nhân viên của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp Tây nguyên đã giúp đỡ nhiệt tình và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã tạo mọi điều kiện, động viên khích lệ để em vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua cũng như thực hiện đồ án này

Tuy đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài nhưng do thời gian và trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế nên sự thiếu xót là không thể tránh khỏi Vì vậy, em rất mong sự giúp đỡ, góp ý chân thành của quý thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT viii

MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Ý nghĩa đề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan về bơ 3

1.1.1 Nguồn gốc và phân loại bơ 3

1.1.2 Thành phần dinh dưỡng và lợi ích của bơ 6

1.1.3 Tình hình sản lượng và phân bố cây bơ trên thế giới 10

1.2 Các biến đổi của rau quả sau thu hoạch 12

1.2.1 Biến đổi vật lý 12

1.2.2 Biến đổi sinh lý (quá trình hô hấp) 13

1.2.3 Biến đổi hóa học [12], [15] 14

1.3 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến thời hạn tồn trữ quả và các phương pháp bảo quản trái cây hiện nay 16

1.3.1 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến thời hạn tồn trữ quả [13] 16

1.3.2 Tổng quan các phương pháp bảo quản trái cây hiện nay 18

1.4 Tổng quan ethylene 20

1.5 Bao bì PE và các chất hấp thụ ethylene 22

iii

1.5.1 Bao bì PE 22

1.5.2 Các chất hấp thụ ethylene 23

1.6 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về bảo quản bơ và sử dụng chất hấp thụ ethylene 28

1.6.1 Nghiên cứu ngoài nước 28

1.6.2 Nghiên cứu trong nước 30

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Đối tượng nghiên cứu Bơ Booth 7 32

2.2 Vật liệu nghiên cứu 32

2.2.1 Thuốc tím (KMnO4) 32

2.2.2 ETS 30cc (Ethylene Secco 30 cubic centimetre) 33

2.2.3 1-MCP (1-Methylcyclopropene) 34

2.2.4 Bao bì PE 34

2.3 Nội dung nghiên cứu 34

2.4 Phương pháp nghiên cứu 35

2.4.1 Phương pháp xác định chỉ tiêu vật lý 35

2.4.2 Phương pháp phân tích hóa học 35

2.4.3 Phương pháp đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79 36

2.5 Bố trí thí nghiệm 37

2.5.1 Quy trình dự kiến tổng quát 37

2.5.2 Bố trí thí nghiệm chi tiết 40

2.6 Hóa chất, máy móc và thiết bị sử dụng 59

2.6.1 Hóa chất 59

2.6.2 Máy móc, thiết bị sử dụng 59

2.7 Phương pháp xử lý số liệu 62

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 63

iv

3.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản của bơ nguyên liệu 63

3.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến thời gian bảo quản bơ 64

3.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến hao hụt trọng lượng của bơ theo thời gian bảo quản 66

3.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tỷ lệ hư hỏng của bơ theo thời gian bảo quản 69

3.5 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến hao hụt kích thước của bơ theo thời gian bảo quản 72

3.6 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến chất lượng cảm quan của bơ 75

3.7 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tổn thất hàm lượng chất khô của bơ 78

3.8 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi hàm lượng chất béo của bơ 81

3.9 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi hàm lượng acid tổng số của bơ 83

3.10 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi nồng độ chất tan của bơ 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

I Kết luận 90

II Kiến nghị 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

PHỤ LỤC 1

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tóm tắt đặc điểm ba chủng bơ [5], [10], [16] 4

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng chính trong 100g thịt bơ tươi [2] 6

Bảng 1.3 Thành phần acid béo trong dầu bơ so sánh với dầu olive 9

Bảng 2.1 Một số đặc tính kĩ thuật của KMnO4 33

Bảng 2.2 Bảng mô tả cảm quan đối với bơ tươi 36

Bảng 2.3 Bảng hệ số quan trọng 37

Bảng 2.4 Bảng tổng hợp dụng cụ đo, máy móc, thiết bị sử dụng 59

Bảng 3.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản trong 100% bơ nguyên liệu 63

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Bơ Booth 7 32

Hình 2.2 Hình ảnh Kali Permanganat (KMnO4) 33

Hình 2.3 Gói hút ETS (30cc) 33

Hình 2.4 Gói hút 1-MCP 34

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng thể 38

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến thời gian bảo quản của bơ 42

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến hao hụt trọng lượng của bơ theo thời gian bảo quản 44

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tỷ lệ hư hỏng của bơ theo thời gian bảo quản 46

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tỷ lệ hao hụt kích thước của bơ theo thời gian bảo quản 48

Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến chất lượng cảm quan của bơ 50

Hình 2.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tổn thất hàm lượng chất khô của bơ 52

Hình 2.12 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi hàm lượng chất béo của bơ 54

Hình 2.13 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi hàm lượng acid tổng số của bơ 56

Hình 2.14 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi độ nồng độ chất tan của bơ 58

Hình 3.1 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến thời gian bảo quản bơ ở nhiệt độ phòng (27±20 C) 64

Hình 3.2 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến thời gian bảo quản bơ ở nhiệt độ lạnh (9±10 C) 65

vii

Hình 3.3 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tỷ lệ hao hụt trọng lượng của

bơ theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng (27±20

C) 66Hình 3.4 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tỷ lệ hao hụt trọng lượng của

bơ theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ lạnh (9±10

C) 67Hình 3.5 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tỷ lệ hư hỏng của bơ theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng (27±20C) 70Hình 3.6 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tỷ lệ hao hụt kích thước của bơ theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng (27±20C) 72Hình 3.7 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tỷ lệ hao hụt kích thước của bơ theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ lạnh (9±10C) 73Hình 3.8 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến chất lượng cảm quan của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ phòng (27±20C) 75Hình 3.9 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến chất lượng cảm quan của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh (9±10C) 76Hình 3.10 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tổn thất hàm lượng chất khô của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ phòng (27±20C) 78Hình 3.11 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tổn thất hàm lượng chất khô của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh (9±10C) 79Hình 3.12 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi hàm lượng chất béo của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ phòng (27±20

C) 81Hình 3.13 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến tổn thất hàm lượng chất béo của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh (9±10C) 82Hình 3.14 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi hàm lượng acid tổng số của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ phòng (27±20C) 84Hình 3.15 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi hàm lượng acid tổng số của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh (9±10C) 85Hình 3.16 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi nồng độ chất tan của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ phòng (27±20C) 87Hình 3.17 Ảnh hưởng của các chất hấp thụ ethylene đến sự biến đổi nồng độ chất tan của bơ khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh (9±10C) 88

ETS 30cc: Ethylene Secco 30 cubic centimetre

FAO: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

1

MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết

Cũng như Thái Lan, Malaysia, Indonesia,…Việt Nam được coi là thiên đường của trái cây Người ta có thể tìm thấy ở đây những loại trái cây thuộc hàng “dân dã” như cóc, ổi, đậm chất bản xứ đến những loại trái cây thuộc hàng “quý tộc” như sầu riêng, măng cụt, bơ,…đậm tính cộng đồng Cây bơ được người Pháp đưa vào Việt Nam những năm 1940, xuất hiện đầu tiên ở Lâm Đồng, nay được trồng nhiều ở những khu vực như: Đăk Lăk, Đăk Nông, Lâm Đồng, Gia Lai, Đồng Nai, Bà Rịa-Vũng Tàu, Tiền Giang Tuy nhiên, điều kiện phù hợp và cho trái bơ ngon nhất là ở Đăk Lăk với diện tích bơ hiện nay là 19,72 ha, đây là tỉnh có diện tích bơ lớn nhất cả nước Thành phần dinh dưỡng của trái bơ cao hơn nhiều so với các loại trái cây khác, nhất là về hàm lượng lipid, xơ hòa tan, protein, các chất muối khoáng và vitamin A, B, C, E, K Trong bơ chứa hàm lượng polyphenol khá cao là thành phần có khả năng kháng oxy hóa, do đó bơ là thực phẩm lí tưởng cho người bị bệnh tiểu đường, huyết áp và tim mạch Đặc biệt, bơ còn là nguồn giàu β-sitosterol giúp giảm cholesterol, lutein có thể ngăn chặn ung thư đại tràng và glutathione giúp cơ thể chống lại các chất sinh ung thư [42]

Với giá trị dinh dưỡng của bơ nên nhu cầu về bơ hiện nay khá lớn cả trong nội địa và xuất khẩu, đặc biệt ở khu vực Châu Á Tuy bơ là loại trái cây có giá trị kinh tế cao nhưng bơ có mùa vụ riêng và việc bảo quản là hết sức khó khăn Bơ là loại trái cây nhiệt đới, là loại quả có cường độ hô hấp đột biến nên bơ chín rất nhanh và rất dễ bị hư hỏng Chính vì thế việc kéo dài thời gian sử dụng bơ trên thị trường mà chất lượng vẫn được đảm bảo là vấn đề đông đảo được mọi người quan tâm

Để kéo dài thời gian bảo quản bơ cần làm giảm cường độ hô hấp, giảm quá trình sinh khí ethylene trong quả Hiện nay, có nhiều phương pháp bảo quản trái cây như bảo quản bằng hóa chất, tia bức xạ, bảo quản trong môi trường khí quyển được kiểm soát, bảo quản trong khí quyển hiệu chỉnh kết hợp với nhiệt độ thấp,…Tuy nhiên những phương pháp này vẫn tồn tại những hạn chế như chi phí đầu tư cao, khó ứng dụng vào thực tế và quan ngại ảnh hưởng đến sức khỏe con người Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng chất hấp thụ ethylene (Kali permanganat, ETS(30cc), 1-MCP) để bảo quản bơ là hết sức cần thiết, có tính khả thi và ý nghĩa thực tiễn cao

2

Từ yêu cầu thực tế, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng chất hấp thụ ethylene trong bảo quản quả bơ sau thu hoạch” Thành công của đề tài sẽ góp phần kéo dài

thời gian bảo quản bơ tươi, nâng cao thu nhập cho bà con trồng bơ

1.2 Mục tiêu của đề tài

Xác định được chất hấp thụ ethylene phù hợp trong bảo quản bơ tươi nhằm kìm

hãm cường độ hô hấp của bơ để kéo dài thời gian lưu trữ bơ tươi

1.3 Nội dung nghiên cứu

 Phân tích thành phần dinh dưỡng chính của bơ tươi

 Nghiên cứu sử dụng KMnO4 để hấp thụ ethylene

 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm ETS (30cc) để hấp thụ ethylene

 Nghiên cứu sử dụng 1-MCP để hấp thụ ethylene

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về bơ

1.1.1 Nguồn gốc và phân loại bơ

Cây bơ là cây hai lá mầm, có tên khoa học là Persea americana Mills, thuộc họ

Lauraceae (Long não), có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới Trung Mỹ Cây bơ được phát

hiện đầu tiên ở tỉnh Puebla-Mexico, tiếp đó các giống bơ cổ được phát hiện tại Guatemala và quần đảo Antiles, những vùng này đều thuộc khí hậu nhiệt đới và thích hợp cho sự phát triển của cây bơ sau này Cây bơ được người Pháp đưa vào nước ta trồng từ những năm 1940 [44]

Hiện nay có rất nhiều chủng bơ quan trọng được lai tạo từ những giống bơ cổ, mỗi họ đều có những đặc tính riêng, tuy nhiên các giống bơ được sử dụng nhiều và đem lại hiệu quả kinh tế cao đa phần là những giống bơ thuộc họ Lauracea gồm:

 Chủng Mexico thuộc loài Persea drymifolia

 Chủng Guatemala thuộc loài Persea americana Mill

 Chủng West Indian (Antilles) thuộc loài Persea americana Mill

Mỗi chủng loại bơ thường có những đặc tính khác nhau, từ đó thích hợp với những vùng sinh thái khác nhau Đặc tính của 3 chủng loại bơ quan trọng:

Chủng Mexico: Có nguồn gốc từ cao nguyên Mexico Lá có màu xanh lục, mặt dưới nhạt hơn mặt trên, đặc biệt khi vò lá ngửi có mùi anise Trái thường dài dạng quả

lê, dạng đu đủ Chất lượng rất tốt do hàm lượng chất béo cao 15-30% (trên thị trường gọi là bơ sáp) Vỏ trái mỏng, thường trơn tru, khi chín có màu xanh, vàng xanh hay đỏ tím, đỏ sẫm tùy giống Mặt ngoài hạt trơn láng, hạt nằm lỏng trong lòng quả nhưng lắc không kêu Đây là chủng bơ có chất lượng cao nhất và có đặc tính chịu rét tốt nhất Tuy nhiên, nhược điểm của chủng này là quả nhỏ, da mềm và hạt tương đối lớn Thời gian từ khi ra hoa đến lúc quả trưởng thành khoảng 6 tháng

Chủng Guatemala: Các giống thuộc chủng này như Hayes, Hopkins và Hass bắt nguồn từ những vùng cao nguyên, tuy vậy chúng ít chịu lạnh hơn so với chủng Mexico Lá có màu xanh sẫm hơn chủng Mexico và chủng Antilles, khi vò lá không có mùi hôi Đọt non màu đỏ tối Thời gian từ khi ra hoa đến lúc quả trưởng thành khoảng

4

12 tháng hoặc hơn Các giống thuộc chủng này thường có quả lớn, vỏ dày, cấu trúc vỏ thô ráp Màu vỏ thay đổi từ xanh lục đến đen khi quả trưởng thành Hạt nhỏ nằm sát trong lòng quả Thịt quả dày, hàm lượng chất béo 10-15%, mặt ngoài hạt láng hoặc trơn láng Chủng này có sức chống chịu rét khá tốt

Chủng West Indian hoặc Antilles: Chủng này được ghi nhận thích hợp ở những vùng nóng có cao độ thấp và ẩm, những giống chủng này không có khả năng chịu lạnh Lá to, hai mặt lá có màu sắc gần như đồng đều, khi vò lá ngửi không thấy mùi anise Thời gian từ khi ra hoa đến lúc quả trưởng thành khoảng 5 tháng Quả của những giống này lớn, vỏ dai, dày trung bình 0,8-1,5 mm Vỏ quả có màu xanh, khi chín đổi sang màu xanh hơi vàng Thịt quả có hàm lượng dầu thấp 3-10% Hạt khá lớn

và nằm lỏng trong lòng quả, khi chín lắc nghe tiếng kêu Mặt ngoài của hạt sần sùi, vỏ bao quanh hạt không dính liền với hạt Những giống được trồng phổ biến của chủng này như Pollock, Booth 7 và Simmonds[5], [44]

Bảng 1.1 Tóm tắt đặc điểm ba chủng bơ [5], [10], [16]

Khí hậu Nhiệt đới Cận nhiệt đới Á nhiệt đới

Màu sắc lá non Vàng nhạt Xanh lục, hơi đỏ Xanh lục

Từ hoa đến quả

trưởng thành 5 tháng 12 tháng, hoặc hơn 6 tháng

5

Hàm lượng dầu Thấp

(3-10%)

Cao (10-15%)

Rất cao (15-30%)

Hương vị của cơm Ngọt, dịu Thơm Thơm, mùi anise Booth là tên của người tìm ra giống này, giống bơ Booth 7 hay còn gọi là bơ bút có nguồn gốc từ Florria (Mỹ) Được Viện Nghiên cứu cây ăn quả miền Nam đưa

về trồng thử nghiệm tại Tiền Giang (năm 1998), sau đó ghép để đánh giá tại Trung tâm Nghiên cứu cây ăn quả miền Đông Nam Bộ (Tân Thành – Bà Rịa Vũng Tàu), nhưng không được Viện khuyến khích trồng ở miền Đông hay Tây Nam Bộ Năm 2000, giống được Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp Tây nguyên và Đại học Tây nguyên đưa về triển khai khảo nghiệm tại địa bàn Đăk Lăk

Bơ Booth là loại giống cây ăn quả thích hợp với vùng nhiệt đới, có sức thích nghi cao, sinh trưởng khỏe, cây phân tán rộng và cho năng suất cao ổn định Thuộc hoa nhóm B-hoa thường tung phấn vào 9 giờ sáng và hoa cái nhận phấn vào 3 giờ chiều Trọng lượng quả đạt 280-450g Năng suất trung bình: 160-180 kg/cây Đạt tương đương với giống bơ chính vụ Tỷ lệ thịt quả đạt 70-75%, thịt quả vàng kem, dẻo, béo khoảng 15%, không xơ Hạt khít với thịt quả nhưng dễ tách Chất lượng tốt, vỏ quả già màu xanh, vỏ dày, quả hình tròn, cỡ quả trung bình đạt khoảng 350g/quả Mỗi quả đều có một cuống riêng giúp dễ dàng thu hoạch và bảo quản Thích hợp xuất khẩu

ra nước ngoài Thời gian thu hoạch tháng 9 đến tháng 12, sau thu hoạch được 4-6 ngày

bơ sẽ chín

Hiện nay, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp Tây nguyên đã đầu tư nghiên cứu và tiến hành khảo nghiệm giống bơ Booth 7 có điều kiện thích nghi lớn, thích hợp với điều kiện khí hậu của nước ta [1], [5]

6

1.1.2 Thành phần dinh dưỡng và lợi ích của bơ

Trái bơ là một trong những loại trái cây rất giàu chất dinh dưỡng Các khảo sát hóa học của phần thịt trái bơ đã được nhiều tác giả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng chất dinh dưỡng chính thay đổi tùy theo vùng sinh thái (nhiệt đới hay cận nhiệt đới), giống bơ, độ chín cũng như mùa vụ thu hái Ngoài ra thịt trái bơ còn chứa 12 loại vitamin và nhiều khoáng chất cần thiết cho cơ thể con người Đặc biệt nó còn là nguồn giàu β-sitosterol giúp giảm cholesterol, lutein có thể ngăn chặn ung thư đại tràng và glutathione giúp cơ thể chống lại các chất sinh ung thư

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng chính trong 100g thịt bơ tươi [2]

Thành phần dinh dưỡng Đơn vị Giá trị trong 100g

Chất béo không bão hòa

*Chú thích: Dựa trên 86% giống California và 14% giống Florida

Ngoài những giá trị về mặt dinh dưỡng, trái bơ còn có một số tác dụng dược lí

đã được ghi nhận Theo y học cổ truyền nước ta, trái bơ có vị ngọt nhạt, tính bình, có tác dụng dễ tiêu, làm cân bằng thần kinh, chống rối loạn tiết liệu, phục hồi sức khỏe trong một số trường hợp mới ốm dậy, có thai, làm việc quá sức, trạng thái thần kinh bị kích thích Còn dùng trong các trường hợp khi tăng độ acid nước tiểu ổn định dạ dày, gan mật Kết hợp cơm trái bơ với chanh, đường và sữa đánh đều làm kem ăn Nước hãm của lá có thể chữa ngộ độc thức ăn Tại Trung Quốc, quả bơ được dùng chữa bệnh tiểu đường Ở Brazin, quả bơ chữa rối loạn tiết liệu Ở Peru nước sắc hạt bơ dùng bôi ngoài da để kháng nhiễm, chống tổn thương và xung huyết do côn trùng cắn, dùng uống có tác dụng chống amip và chống lỵ [19]

Nhiều nghiên cứu lâm sàng cho thấy tác dụng chống ung thư trên người của các hợp chất phytochemical (các hợp chất hóa học tự nhiên từ thức ăn) chiết xuất từ bơ Các nghiên cứu này đã chỉ ra rằng các hợp chất phytochemical chiết xuất từ quả bơ ức chế sự phát triển và gây chết tế bào trong các tế bào tiền ung thư và các tế bào ung thư Khả năng phòng chống ung thư của bơ là nhờ trong thành phần hóa học của bơ có chứa hơn 25 loại hoạt chất chống oxy hóa bao gồm alkanol hoặc acetogenin béo (ví dụ persin, persinone A và B), flavonoid (ví dụ: catechin, epicatechin, luteolin, apigenin, quecretin), carotenoid (ví dụ zeaxanthin, lutein, β-carotene), terpenoid glycoside và coumarin Cơm trái bơ có hoạt tính ức chế sự phát triển của tế bào ung thư đại tràng và vai trò của các chất có hoạt tính sinh học hòa tan trong chất béo đã được xác định [36] Những chất này vẫn được giữ lại dù trải qua quá trình sấy Bên cạnh tác dụng phòng chống ung thư, các hoạt chất chống oxy hóa trong bơ còn có khả năng ngăn ngừa viêm khớp, đục thủy tinh thể và góp phần ngăn ngừa quá trình lão hóa [27], [28], [35]

9

Tương tự như dầu olive, thành phần chủ yếu của dầu bơ là các acid béo chưa bão hòa (Bảng 1.3) Chất béo bơ là acid oleic đơn không bão hòa, làm giảm mức cholesterol trong máu của LDL là nguyên nhân gây ra bệnh tim mạch Bơ có lợi ích bảo vệ trái tim với hàm lượng cao các vitamin chống oxy hóa A, C và E, hàm lượng các chất dinh dưỡng khác và hàm lượng chất xơ hòa tan cao Kết quả của các thực nghiệm thực tế khẳng định việc bổ sung bơ vào chế độ ăn của con người tạo ra các tác động tích cực đến sức khỏe tim mạch So với chế độ ăn ít chất béo thông thường, chế

độ ăn giàu chất béo bơ làm giảm LDL một cách có ý nghĩa thống kê và duy trì HDL tốt hơn, làm giảm cholesterol trong máu và cả cholesterol tổng số [28], [35]

Bảng 1.3 Thành phần acid béo trong dầu bơ so sánh với dầu olive

Thành phần acid béo Dầu bơ

(không tinh luyện)

Dầu olive (không tinh luyện)

cơ đột qụy [21]

Trái ngược với các nhận định rằng lượng lipid lớn trong bơ có thể dẫn đến tình trạng béo phì hoặc tăng cân Thực tế, bơ có thể được sử dụng cho các thực đơn kiểm soát cân nặng hiệu quả Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng bơ đều đặn với

[21], [28], [38]

Theo ghi nhận của cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), hiện có trên 24 loại sản phẩm mỹ phẩm có thành phần bơ trong công thức với hàm lượng từ 0,1-50% Từ lâu bơ đã được sử dụng để sản xuất các sản phẩm làm đẹp cho

da như mặt nạ, tinh dầu bơ,…Các chất béo chưa bão hòa trong bơ có tác dụng dưỡng

ẩm khiến da trở nên mịn màng hơn, chống lão hóa, ngăn ngừa các nếp nhăn trên da

Bơ còn có tác dụng chống ăn nắng, làm lạnh vết thương, trị mụn, làm sáng da và đặc biệt là công dụng chữa bệnh vảy nến hiệu quả, không để lại di chứng [20], [39] Một

số thử nghiệm lâm sàng trên chuột cho thấy, dầu bơ có tác dụng tích cực lên thành phần collagen trên da giúp cải thiện làn da [41] Thêm vào đó, các khảo sát hóa học dầu trái bơ cho thấy bơ có thành phần acid béo tương tự dầu olive (bảng 1.3) nên hiện nay được sử dụng thay thế dầu olive trong các công thức chế tạo nước sốt salad Ngoài

ra, các chuyên gia dinh dưỡng còn cho rằng dầu trái bơ tốt cho sức khỏe hơn dầu hướng dương và dầu olive, nó được xếp hàng thứ 5 trong danh sách những dầu tuyệt hảo có khả năng chống cholesterol[34]

Tóm lại, bơ là loại trái cây giàu dinh dưỡng và chất chống oxy hóa Nếu sử dụng bơ thường xuyên với chế độ hợp lý sẽ góp phần xây dựng một chế độ ăn uống

lành mạnh và duy trì được một sức khỏe tốt

1.1.3 Tình hình sản lƣợng và phân bố cây bơ trên thế giới

Trong thập niên 90, tiêu thụ quả bơ bình quân đầu người trên thế giới tăng từ 376g lên 381g/năm tương ứng với nhu cầu tiêu thụ tăng 2-2,3 triệu tấn/năm Châu Mỹ

là khu vực sản xuất bơ nhiều nhất với tổng sản lượng khu vực hàng năm chiếm 68% tổng sản lượng bơ thế giới Mexico là quốc gia có diện tích cũng như sản lượng lớn

11

nhất thế giới hiện nay, đặc điểm của vùng này có độ cao trung bình từ 800-2.500m so với mặt nước biển và hầu hết các giống bơ được trồng thuộc chủng có khả năng chịu lạnh tốt, thích ứng cao Trong giai đoạn 2010-2014, trung bình Mexico sản xuất được hơn 1,3 triệu tấn/năm Tuy nhiên đang có sự chuyển dịch cơ cấu trồng bơ sang các khu vực khác trên thế giới, đặc biệt là sự mở rộng diện tích trồng bơ tại các quốc gia nhiệt đới trong khu vực Đông Nam Á như Việt Nam, Malaysia, Ngành nông nghiệp trồng

bơ đang ngày càng được chú trọng và là hướng đi mới cho sự phát triển kinh tế nông nghiệp của các quốc gia đang phát triển nói chung và Việt Nam nói riêng Theo thống

kê của FAO, diện tích thu hoạch bơ từ năm 2010 đến năm 2014 được mở rộng từ 462,3 nghìn ha lên đến 547,9 nghìn ha Sản lượng bơ cũng có chiều hướng tăng mạnh

từ 3,95 triệu tấn (năm 2010) lên 5,03 triệu tấn (năm 2014) Hiện nay bơ đang trở thành mặt hàng xuất khẩu quan trọng của một số quốc gia trên thế giới Hoa Kỳ là một trong những thị trường nhập khẩu bơ lớn nhất thế giới và là thị trường tiềm năng cho mặt hàng bơ Việt Nam [16]

Tại Việt Nam, qua thực tế trồng trọt trên 50 năm cho thấy, ở Tây Nguyên với cao độ trên 500m, cây bơ sinh trưởng tốt, năng suất khá, chất lượng ngon được xem là cây đặc sản của vùng và thu nhập từ bán quả bơ có thể lên đến 10 triệu đồng/cây Thời điểm quả bơ chín đồng loạt, mỗi ngày có đến hàng trăm tấn bơ cần được tiêu thụ Ngoài lúc chính vụ giá thấp thì ở những thời điểm khác, đặc biệt vụ bơ chín muộn tháng 10-11, giá rất cao

Theo kết quả điều tra về chuỗi giá trị bơ tại Đăk Lăk của Công ty Fresh Studio Innovation Asia (Hà Lan), hiện nay sản xuất bơ trong nước chưa đủ cung cấp cho thị trường trong nước, hàng năm còn thiếu khoảng trên 100 ngàn tấn quả tươi, đặc biệt là các tỉnh phía Bắc đang có nhu cầu rất lớn Ở Việt Nam, có hai vùng trồng bơ chủ yếu

là Đăk Lăk và Lâm Đồng Có thể ghi nhận các vùng phân bố các chủng bơ ở Việt Nam, cụ thể tại Đà Lạt-Lâm Đồng như sau:

- Vùng Đà Lạt: Chủ yếu các giống thuộc chủng Mexico do có đặc điểm chịu rét rất tốt, bên cạnh đó còn có các giống thuộc chủng Guatemala chiếm tỷ lệ thấp

- Vùng Đức Trọng, Đơn Dương, Bảo Lộc: Trong các huyện này, chủng Antilles chiếm tỷ lệ cao nhất so với các chủng khác

12

- Vùng Di Linh: Được xem là vùng phân bố chủng Guatemala

- Vùng chuyên canh bơ Tây Nguyên: Tại tỉnh Đăk Lăk có khoảng 80.000 người trồng bơ với diện tích đạt gần 2.700 ha, sản lượng hàng năm bán ra thị trường hơn 40.000 tấn [44]

1.2 Các biến đổi của rau quả sau thu hoạch

Quá trình chín là sự gối nhau của quá trình phát triển và thoái hóa Quả được gọi là chín khi đạt trạng thái hoàn thiện về hương thơm và các đặc tính tốt nhất của từng giống Quả chín có thể được xác định qua sự gia tăng tốc độ tạo thành carbon dioxyt (CO2) và ethylene (C2H4) trong quá trình chín Sự tăng đột ngột cường độ hô hấp và tự sản sinh ethylene dẫn đến những biến đổi phức tạp về màu sắc, hương vị, trạng thái của quả với sự tổng hợp protein và mRNA cho quá trình chín Phần lớn những biến đổi của rau quả sau thu hoạch là tiếp tục các biến đổi trong quá trình phát triển của chúng, nhưng theo chiều hướng phân hủy và tiêu hao vật chất để sinh năng lượng duy trì quá trình sống

1.2.1 Biến đổi vật lý

1.2.1.1 Sự bay hơi nước

Sự bay hơi nước tùy thuộc vào mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào, cấu tạo và trạng thái của mô bao che (chiều dày và độ chắc của vỏ, của lớp sáp, lớp phấn ngoài vỏ, ), đặc điểm và mức độ bị dập cơ học, độ ẩm và nhiệt độ của môi trường xung quanh, vận tốc chuyển động của không khí, độ chín của rau quả, cách bao gói, thời hạn và phương pháp tồn trữ, cùng các yếu tố khác nhau như cường độ hô hấp và

sự sinh ra nước Sự mất nước dẫn đến khô héo, giảm trọng lượng quả, gây rối loạn sinh lý, giảm khả năng kháng khuẩn và kết quả là làm cho rau quả chóng bị thối rửa

1.2.1.2 Sự giảm khối lượng tự nhiên

Sự giảm khối lượng tự nhiên là sự giảm khối lượng của rau quả do bay hơi nước và tổn hao các chất hữu cơ khi hô hấp Trong bất cứ điều kiện tồn trữ nào, không thể tránh khỏi sự giảm khối lượng tự nhiên, nhưng khi tạo được điều kiện tồn trữ tối

ưu thì có thể giảm đến mức tối thiểu

13

Khối lượng rau quả giảm đi trong thời gian tồn trữ dài ngày phụ thộc vào nhiều yếu tố: giống, loại, vùng khí hậu, cách thức chăm sóc, bón phân, mùa thu hoạch, công nghệ và thời hạn tồn trữ, mức độ nguyên vẹn và độ chín của rau quả,

1.2.1.3 Sự sinh nhiệt

Tất cả lượng nhiệt sinh ra trong rau quả khi tồn trữ là do hô hấp Hai phần ba lượng nhiệt này tỏa ra môi trường xung quanh; còn một phần được dùng vào các quá trình trao đổi chất bên trong tế bào, quá trình bay hơi và một phần dự trữ ở dạng năng lượng hóa học “vạn năng” đó là liên kết phosphat giàu năng lượng của phân tử adenozin triphosphat (ATP)

Có thể tính lượng nhiệt do rau quả tươi tỏa ra khi tồn trữ một cách ngắn gần đúng theo lượng CO2 sinh ra trong quá trình hô hấp:

C6H12O6 + O2 6 CO2 + 6H2O + 647kcal

Cứ 1mg CO2 tương ứng với 2,52 cal

Đo lượng CO2 bay ra, ta suy ra được lượng nhiệt của quá trình hô hấp Cần chú

ý là lượng CO2 còn có thể sinh ra do hô hấp yếm khí và các quá trình decacboxyl hóa, vẫn thường xảy ra khi tồn trữ rau quả tươi

C6H12O6 2 C2H5OH + 28kcal

Trong tồn trữ rau quả, cần phải duy trì các thông số nhiệt độ, độ ẩm tối ưu trong kho Ngay ở nhiệt độ bảo quản tối ưu gần 00C, nhiệt độ rau quả có thể tăng 1-20C Nhiệt độ tăng lại kích thích cường độ hô hấp mạnh lên Khi nhiệt độ và độ ẩm tăng lên đến mức độ thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc thì nhiệt lượng sinh

ra lại tăng lên hơn nữa, một mặt do hô hấp của rau quả, một mặt do hô hấp của vi sinh vật Đó là điều kiện dẫn đến hư hỏng rau quả nhanh chóng

1.2.2 Biến đổi sinh lý (quá trình hô hấp)

Sự hô hấp làm giảm khối lượng rau quả một cách tự nhiên Các biện pháp làm giảm cường độ hô hấp sẽ hạn chế được sự giảm khối lượng tự nhiên, có ý nghĩa thực tiễn lớn trong tồn trữ rau quả tươi Khi hô hấp hiếu khí (sử dụng đủ oxi của không khí), rau quả thải ra khí cacbonic và nước, cứ 1 phân tử gam đường hexoza sinh ra 674kcal, làm bốc nóng khối nguyên liệu trong tồn trữ Nếu không làm thông thoáng

14

đầy đủ thì sự sinh nhiệt này sẽ kích thích trở lại, làm tăng cường độ hô hấp, tích tụ thêm hơi nước Nhiệt độ và độ ẩm tăng cao còn là nguyên nhân thúc đẩy hoạt động của nhiều vi khuẩn và nấm mốc gây hư hỏng nguyên liệu bảo quản

Trong quá trình hô hấp rau quả, trước hết là tiêu hao các chất glucid, acid hữu

cơ, hợp chất nitơ, pectin, tanin, lipid và glucozid Khi hô hấp yếm khí (không có oxi), sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy hexoza là khí cacbonic và etanol Lượng nhiệt sinh ra từ một phân tử gam hexoza do hô hấp yếm khí sẽ ít hơn 24 lần so với hô hấp hiếu khí Cho nên để đảm bảo nhiệt lượng duy trì quá trình sống, khi hô hấp yếm khí

sẽ tiêu hao một lượng chất dự trữ lớn hơn nhiều lần so với hô hấp hiếu khí Vì vậy, sự giảm khối lượng tự nhiên có thể ít nhưng chất khô lại tiêu hao nhiều

Những nghiên cứu tồn trữ rau quả tươi trong môi trường khí nitơ, tức là trong điều kiện yếm khí, cho thấy tiêu hao các chất hữu cơ cao hơn nhiều lần so với hô hấp không đủ không khí Tuy nhiên, trong bảo quản rau quả tươi, các tế bào dần dần mất khả năng hấp thu oxi và dần dần chuyển qua hô hấp yếm khí, sự tích tụ các hợp chất trung gian của quá trình hô hấp không hoàn toàn như các rượu axetaldehit, acid axetic, acid lactic, có tác dụng giết chết tế bào

Sự già đi của tế bào rau quả cũng kèm theo sự tích tụ các sản phẩm của phân hủy yếm khí Vì vậy, sự gia tăng quá trình hô hấp yếm khí cần được coi như một hiện tượng bệnh lý không đặc trưng cho rau quả tươi Quá trình hô hấp của rau quả liên quan chặt chẽ với môi trường bên ngoài Cả hai quá trình hô hấp đều dẫn đến một sản phẩm trung gian acid piruvic và tiếp theo, nếu là hiếu khí sẽ dẫn đến CO2 và C2H5OH [6]

1.2.3 Biến đổi hóa học [12], [15]

 Tinh bột

Hàm lượng tinh bột giảm do quá trình đường hóa, dưới tác dụng của enzyme nội tại mà chủ yếu là ba loại phosphorilaza Tổng lượng đường khi đó tăng lên và khi đạt cực đại nhất định lại giảm xuống Sự tích tụ đường trong thời kì chín không chỉ do đường hóa tinh bột mà còn do sự thủy phân hemixelluloza Khi bị thủy phân, hemixelluloza tạo ra các đường pentoza (xiloza, manoza, galactoza và arabinoza)

15

 Acid hữu cơ

Nhiều nghiên cứu cho thấy khi quả chín thì hàm lượng acid hữu cơ có xu hướng giảm Sự sụt giảm acid là do tiêu hao vào quá trình hô hấp và decaboxyl hóa Khi đó, acid hữu cơ bị phân hủy đến CO2 và CH3CHO Tổng các acid hữu cơ trong quả giảm

đi, tuy nhiên từng loại acid có thể tăng lên do những nguyên nhân khác nhau

 Màu sắc

Khi chín sự thay đổi rõ ràng nhất là giảm sút lượng chlorophyll và tổng hợp các chất màu anthocyanin hoặc carotenoid để trở thành chất màu chín của quả chín Athocyanin tập trung trong không bào được tổng hợp từ các hợp chất flavonoid và một phần được tổng hợp từ acid amin phenylalanin thơm

 Các hợp chất thơm

Mặc dù hương thơm của quả phụ thuộc vào sự tương tác giữa đường, acid hữu

cơ, phenol và các chất bay hơi nhưng hương thơm của từng loại rau quả là do chất mùi bay hơi đặc trưng Những chất này chủ yếu là ester, alcohol, aldehyd, acid và keton Các chất này trong rau quả thường với hàm lượng rất thấp Khi rau quả chín, hương thơm tăng lên và tạo mùi đặc trưng cho rau quả

 Acid ascorbic

Acid L-ascorbic (vitamin C) là dạng thường gặp của acid ascorbic trong quả Acid ascorbic giảm mạnh trong quá trình tồn trữ, đặc biệt là với các loại rau quả không tồn trữ được lâu Trong quá trình chín, vitamin C của quả giảm nhanh do các quá trình

khử trong các mô bị phá hủy và không khí xâm nhập

 Các hợp chất phenol

Hàm lượng phenol trong quả giảm dần từ cao xuống thấp đến khi quả đạt độ chín sinh lý Điển hình là tanin giảm nhanh trong quá trình chín nên làm giảm vị chát của quả Các nhóm enzyme quan trọng xúc tác quá trình trao đổi chất của các phenol

là polyphenol oxidaza (PPO) gồm hai loại: Catechol oxidza và Laccaza

 Axit amin và protein

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy hàm lượng acid amin có xu hướng giảm khi quả chín Sự giảm đột ngột các hàm lượng acid amin tự do theo độ chín và quá trình chín

16

là do sự kết hợp của chúng tạo thành protein cho quá trình tổng hợp các ezyme chín Trong giai đoạn đầu của quá trình chín, sự tổng hợp của protein được thúc đẩy và đạt đến giá trị đỉnh, đến khi quả chín hoàn toàn thì tốc độ tổng hợp protein bắt đầu giảm

Bơ có thời hạn tồn trữ lâu có thể lên đến 1-2 tháng, những biến đổi của bơ sau thu hoạch tương tự như những biến đổi của rau quả Bơ là loại trái cây hô hấp đột biến nên rất dễ bị hư hỏng Cần có các biện pháp hạn chế cường độ hô hấp để giảm thiểu các biến đổi vật lý, sinh lý, sinh hóa của quả nhằm kéo dài thời gian lưu trữ bơ tươi

1.3 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến thời hạn tồn trữ quả và các phương pháp bảo quản trái cây hiện nay

1.3.1 Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến thời hạn tồn trữ quả [13]

1.3.1.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ của môi trường có ảnh hưởng quyết định nhất đến quá trình sống của quả khi tồn trữ Tăng nhiệt độ sẽ làm tăng cường độ phản ứng các quá trình trao đổi chất cơ bản Theo định luật Van’t Hoff, khi tăng nhiệt độ lên 100C, thì tốc độ phản ứng tăng lên khoảng hai lần Tuy nhiên phạm vi tăng nhiệt độ để tăng cường độ hô hấp cũng chỉ có hạn, nghĩa là cường độ hô hấp tăng đến mức tối đa ở một nhiệt độ nhất định, sau đó giảm đi Khi giảm nhiệt độ từ 15 đến 50C thì cường độ hô hấp giảm nhanh, và khi nhiệt độ giảm đến gần nhiệt độ đóng băng thì sự giảm cường độ hô hấp chậm lại Để bảo quản quả được lâu cần phải hạ thấp nhiệt đột tồn trữ, tuy nhiên nhiệt

độ đó không dưới điểm đóng băng để không gây ra tác động cơ học phá hủy tế bào do các tinh thể nước Điểm đóng băng của quả thường dưới 00

C (từ 2 đến -40C) vì dịch bào thường chứa các chất hòa tan

1.3.1.2 Độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí trong phòng tồn trữ có ảnh hưởng lớn đến sự bốc hơi nước của rau quả, trái cây Độ ẩm thấp làm tăng sự bay hơi nước, khi đó quả một mặt bị giảm khối lượng tự nhiên, mặt khác làm héo bề ngoài và bên trong, sinh ra hiện tượng co nguyên sinh dẫn đến sự rối loạn trao đổi chất và làm quả mất khả năng

đề kháng với các tác dụng bất lợi từ môi trường Nguồn ẩm tăng lên trong khi bảo quản có thể do chính sự hô hấp hiếu khí của quả sinh ra

17

Sự bốc hơi nước từ trong quả ra ngoài môi trường là một quá trình vật lý, nó càng được tăng cường nếu độ ẩm không khí càng thấp xa độ ẩm bão hòa Vận tốc bay hơi còn tỷ lệ thuận với vận tốc chuyển động của lớp không khí bao phủ bề mặt quả Độ

ẩm thấp lại hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối hỏng Trong quá trình tồn trữ quả, độ ẩm của không khí cần được duy trì tối ưu để vừa chống sự bốc hơi nước, vừa hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối hỏng

1.3.1.3 Thành phần của không khí tồn trữ

Thành phần không khí tồn trữ có ảnh hưởng quan trọng đến đặc điểm và cường

độ hô hấp, nói khác đi là đến quá trình trao đổi chất Tăng hàm lượng CO2 và giảm O2trong không khí có tác dụng hạn chế hô hấp (hiếu khí) của quả Khi hàm lượng CO2 tăng lên 3-5% và lượng O2 giảm đi tương ứng (chỉ còn 16-18%) thì thời gian bảo quản quả có thể tăng lên 3-4 lần so với khi tồn trữ ở khí quyển bình thường (0,03% CO2, 21% O2, 79% N2) Nhưng nếu CO2 tăng quá 10% sẽ sinh ra quá trình hô hấp yếm khí, phá vỡ cân bằng các quá trình sinh lý, làm cho quả mất khả năng đề kháng tự nhiên, dẫn đến sự thâm đen và thối hỏng

Ảnh hưởng của sự thay đổi thành phần không khí đến trao đổi chất trong quả khá phức tạp, trước hết là giảm cường độ hô hấp và làm chậm quá trình chín tiếp Lượng đường giảm nhưng rất chậm so với tồn trữ bình thường Độ acid có thể không giảm mà còn có khi tăng, do sự tạo ra acid xuxinic Khi duy trì được thành phần khí thích hợp thì chất lượng quả, về toàn diện mà nói có thể cao hơn cả tồn trữ lạnh Nếu kết hợp tồn trữ lạnh với khí quyển điều chỉnh thì khả năng tồn trữ sẽ tốt hơn nhiều so với chỉ dùng một biện pháp riêng lẻ

1.3.1.4 Sự thông gió và làm thoáng khí

Sự thông gió và làm thoáng khí có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng của quả trong quá trình tồn trữ Thông gió là đổi không khí trong phòng tồn trữ bằng không khí từ bên ngoài vào Còn làm thoáng khí là tạo ra sự chuyển động của lớp không khí xung quanh khối quả tồn trữ Sự thông gió cần thiết để thay đổi nhiệt độ, độ

ẩm và thành phần khí trong kho bảo quản Trong quá trình tồn trữ, quả có thể tự sinh

ra sự dư nhiệt và dư ẩm do quá trình hô hấp Nhiệt và ẩm này còn có thể do sự biến động của nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời

18

Khi hô hấp, khối quả phát nhiệt làm nóng không khí trong phòng tồn trữ, không khí sẽ giãn nở, nhẹ đi và cùng hơi nước bốc lên Để đảm bảo sự thông gió tự nhiên phải tồn trữ quả ở kho thông thoáng, không xếp thành đống quá lớn và quá cao, phải

có khoảng cách thích hợp giữa các thùng với nhau và với tường

1.3.2 Tổng quan các phương pháp bảo quản trái cây hiện nay

1.3.2.1 Phương pháp bảo quản ở điều kiện thường

“Điều kiện thường” được hiểu là điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tự nhiên hoàn toàn phụ thuộc vào sự biến động của khí hậu và thời tiết Bảo quản quả ở điều kiện thường hoàn toàn dựa vào nguyên lý bảo toàn sự sống Thời hạn bảo quản phụ thuộc vào đặc tính sinh học của từng loại quả, phần lớn các loại quả chỉ bảo quản ở điều kiện bình thường trong vài ngày

Một trong những yếu tố quan trọng giữ chất lượng của quả khi bảo quản quả ở điều kiện thường là thông gió Thông gió nhằm tạo ra môi trường khí quyển xung quanh nguyên liệu không khác với tự nhiên Ngoài ra, quả cũng được che chắn khỏi tác động trực tiếp của ánh sáng để hạn chế nguyên nhân làm tăng cường độ hô hấp Nhiều tác giả đã nghiên cứu kết hợp bảo quản quả ở nhiệt độ thường với phương pháp

xử lý hóa chất (các chất hấp thụ ethylene như 1-MCP, ETS, thuốc tím, ) đựng trong túi mỏng có độ thoáng khí nhất định để kéo dài thời hạn bảo quản Kết quả của biện pháp xử lý làm tăng thời hạn bảo quản khoảng trên dưới 1 tuần [7]

1.3.2.2 Phương pháp bảo quản lạnh

Thực phẩm nói chung và quả nói riêng được bảo quản trong môi trường có nhiệt độ từ 20-240C (giới hạn nóng-lạnh) đến nhiệt độ gần điểm đóng băng của dịch bào trong nguyên liệu gọi là bảo quản lạnh Bảo quản lạnh có thể kéo dài thời gian bảo quản vì ở nhiệt độ môi trường bảo quản càng thấp thì càng có tác dụng ức chế cường

độ của các quá trình sinh lý, sinh hóa xảy ra trong quả và ức chế sự sinh trưởng phát triển của vi sinh vật Bảo quản lạnh là dựa vào nguyên lý tiềm sinh, phương pháp này được sử dụng phổ biến trên thế giới vì đây là phương pháp có độ tin cậy cao, hiệu quả,

ít làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và có thể bảo quản rau quả trong thời gian dài đặc biệt là khi kết hợp phương pháp bảo quản khác

19

Bảo quản lạnh là phương pháp mang lại hiệu quả trong việc kéo dài thời gian bảo quản của rau quả nói chung và quả bơ nói riêng Khi bảo quản bơ ở nhiệt độ thấp 6-80C có thể kéo dài thời gian bảo quản của bơ lên đến 20 ngày (Hoàng Mạnh Cường, 2010) Bảo quản lạnh có ưu điểm là chất lượng trái cây ít bị biến đổi, tuy nhiên lại tốn kém do chi phí lạnh cao [4]

1.3.2.3 Phương pháp bảo quản bằng chế phẩm tạo màng

Màng bao là một trong những phương pháp bảo quản được ứng dụng nhiều cho rau và quả Nó làm giảm sự mất hơi nước, hạn chế quá trình hô hấp và kiềm hãm quá trình chín của quả Có rất nhiều màng bao được sử dụng như polyethylene (PE), Polystyrene…Nhưng gần đây người ta chú ý đến việc sử dụng những loại màng bao sinh học Loại màng bao này vừa có thể ăn được, vừa bảo quản trái cây khỏi các tác nhân gây bệnh cũng như trì hoãn các quá trình chín sau thu hoạch Một số màng sinh học được sử dụng trong bảo quản rau quả như: màng gluten, protein của sữa, gelatin, tinh bột, màng xellulose, và hiện nay màng chitosan và gum Arabic được sử dụng khá rộng rãi do nó có hoạt tính kháng vi sinh vật cao, đa dạng và có khả năng tự phân hủy cao [9]

1.3.2.4 Phương pháp bảo quản bằng khí quyển hiệu chỉnh MA (Modified Atmosphere)

Kỹ thuật bảo quản bằng phương pháp MA (Modified Atmosphere) tạm dịch là

“khí quyển điều chỉnh” hiện nay được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới đối với nhiều loại quả Tuy nhiên, ở Việt Nam, màng MA chưa được nghiên cứu có hệ thống, kỹ càng và chưa đưa vào sử dụng Từ thực tế đó, các chuyên gia thuộc Viện Ứng dụng Công nghệ và Viện Công nghệ Thực phẩm Hàn Quốc đã hợp tác nghiên cứu, ứng dụng công nghệ này tại Việt Nam Theo PGS.TS Đặng Xuyến Như, chủ nhiệm dự án thuộc phía Việt Nam, màng MA thực chất là màng polyethylene (PE) chứa một khoáng chất sẵn có ở nước ta, không độc hại Khi được sử dụng để bọc các khay quả,

sự tương tác giữa màng và quả làm cho khí quyển trong khay có nồng độ khí CO2 và

O2 thích hợp cho từng loại quả Do vậy, màng giúp kéo dài thời gian bảo quản, giữ được chất lượng và đảm bảo độ an toàn của rau quả Tuy nhiên, chỉ màng MA không

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, 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, tính ổn định của phương pháp không cao, phụ thuộc vào giống, loài, loại, thời vụ, điều kiện và địa bàn phát triển rau quả Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã xây dựng được quy trình công nghệ bảo quản vải thiều Lục Ngạn đạt yêu cầu chất lượng cảm quản, dinh dưỡng và khả năng duy trì chất lượng thương mại ở điều kiện bảo quản lạnh 40C trong 3-5 ngày [17]

1.4 Tổng quan ethylene

Năm 1917 người ta phát hiện ethylene có khả năng kích thích sự chín của quả

Từ 1933-1937 nhiều nghiên cứu khẳng định ethylene được sản xuất trong một số nguyên liệu thực vật, đặc biệt trong thịt quả Năm 1935, Crocker và một số cộng sự người Mỹ đề nghị xem ethylene như một hoocmon của sự chín Sau đó bằng các phương pháp phân tích cực nhạy đã phát hiện ra ethylene có trong tất cả các mô của cây và là một sản phẩm tự nhiên của quá trình trao đổi chất trong cây Ethylene (tên IUPAC: ethene) có công thức hóa học CH2=CH2, là chất khí không màu, không mùi, hơi nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước, tan nhiều trong ete và một số dung môi hữu

cơ [45]

 Khối lượng mol: 28,05 g/mol

 Nhiệt độ sôi: -103,70C

 Độ tan trong ethanol: 4,22 mg/l

Ethylene là một trong những chất điều hòa tăng trưởng thực vật, nó ảnh hưởng đến quá trình chín và sự già yếu Ethylene là một hydro carbon đơn nó có thể khuyếch tán trong hoặc ngoài mô thực vật nhờ vào nguồn nội sinh hoặc ngoại sinh Ethylene được xem là hoocmon thực vật thúc đẩy quá trình chín ở quả Đối với các loại hô hấp đột biến, trong quá trình chín có giai đoạn hô hấp mạnh mẽ Thông thường vài giờ trước khi xảy ra hô hấp đột biến hàm lượng ethylene nội sinh tăng kích thích hoạt động của các enzyme đẩy nhanh quá trình chín của rau quả Dưới tác động của ethylene, màng tế bào của quả có những biến đổi cơ bản: tính thấm của màng tế bào tăng lên đáng kể do ethylene có ái lực cao đối với lipid, một thành phần chủ yếu cấu tạo nên màng tế bào Điều đó dẫn đến giải phóng các enzyme vốn tách rời với cơ chất do màng ngăn cách Các enzyme này có điều kiện tiếp xúc với cơ chất và gây ra các phản ứng

có liên quan đến các quá trình vật lý, sinh lý, sinh hóa của quả

 Vai trò của ethylene [46]:

 Có lợi

 Kích thích sự chín của quả

 Xử lý để loại màu xanh của một số quả (cam, quýt, chuối, )

 Thúc đẩy sự nở hoa của các chồi, búp

 Phá vỡ thế miên trạng (hoa tulip, hoa ly, ) và thúc đẩy sự nảy mầm khoai tây

 Giúp hình thành tầng rời ở cuống trái (sầu riêng, măng cụt, )

 Có hại

 Đẩy nhanh quá trình chín, già hóa của rau quả, hoa tươi

 Gây rụng cơ quan (lá, quả, cành, cuống, )

 Ngăn chặn sự hút nước (hoa cắt cành)

 Làm tăng sự mẫn cảm của rau quả với các bệnh

 Hình thành vị đắng của sản phẩm

22

Ethylene có ảnh hưởng sâu sắc đến sản phẩm thu hoạch Những sản phẩm này

có thể có lợi hoặc có hại phụ thuộc vào sản phẩm, giai đoạn chín và mục đích sử dụng

Sự sản sinh ethylene nội sinh là một phần chủ yếu của sự chín đối với trái cây hô hấp đột biến Chiến lược thương mại đối với sản phẩm nông nghiệp là tránh việc sản sinh ethylene hoặc là giảm thiểu lượng ethylene sinh ra trong suốt quá trình chín, bảo quản, vận chuyển và quản lý bới nhiệt độ hoặc kiểm soát thành phần không khí trong môi

trường bảo quản (Mauch et all, 1984) [37]

1.5 Bao bì PE và các chất hấp thụ ethylene

1.5.1 Bao bì PE

Polyethylene (PE) được tổng hợp từ ethylene và có công thức cấu tạo như sau:

n[CH2=CH2] [-CH2–CH2-]n

Nhựa PE là một polyme nhiệt dẻo, có độ cứng không cao, không mùi, không vị

PE có cấu trúc tinh thể giống parafin Độ kết tinh không bao giờ đạt 100%, xen lẫn phần tinh thể có phần vô định hình

 Các loại Polyethylene (PE)

 HDPE (High Density PE): Được tổng hợp từ ethylene ở áp suất thấp 0,8-4,0 N/mm2 và nhiệt độ 800

C Có tỉ trọng và phân tử lượng cao, dao động từ 80.000 – 3.000.000 Phân tử lượng tăng thì độ bền và độ dai va đập cũng tăng theo

 LDPE (Low Density PE): Được tổng hợp từ ethylene ở áp suất cao 350,0 N/mm2) và nhiệt độ -3000C Phân tử lượng trung bình từ 18.000-50.000, phân

(100,0-tử lượng giảm kéo theo độ bền kém, độ dãn dài và độ dai va đập giảm

 LLDPE (Linear Low Density PE): Người ta chế tạo loại LLDPE bằng một quá trình áp suất đặc biệt Màng từ LLDPE có tính chất cơ học tuyệt vời dùng cho bao bì công nghiệp, nông nghiệp và màng co Đồng thời có những đặc tính dai, căng và khả năng chịu môi trường tốt

 VLDPE (Very Low Density PE): Sản xuất nhờ quá trình trùng hợp triệt để dưới

áp suất cao Vô định hình có độ mềm dẻo tuyệt đối, dộ dai rất tốt, căng và tăng khả năng bảo vệ môi trường Tuy nhu cầu thị trường hiện nay chưa lớn, nhưng nó là loại

PE đặc biệt và sẽ được sử dụng trong tương lai gần

23

Ngoài ra còn có MDPE (PE tỉ trọng trung bình), HDXLPE (PE khâu mạch tỉ trọng cao), XLPE (PE khâu mạch), UHMWPE (PE khối lượng phân tử cực cao)

 Đặc tính của Polyethylene (PE)

 Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo

 Chống thấm nước và hơi nước tốt Nếu ngâm trong nước ở nhiệt độ 20-700C trong vòng 24 tháng thì độ bền của nó chỉ giảm có 0,046% (ở 200

C) và 0,248% (ở

700C)

 Chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ đều kém

 Chịu được nhiệt độ cao (dưới 2300C) trong thời gian ngắn Ở nhiệt độ thường

PE bền vững với các loại acid sunfuric, nitric loãng, các acid clohydric, phosphoric, fomic, kali, amoniac và dung dịch muối đặc Nhưng với các acid sunfuric, nitric đặc

và hỗn hợp nitro hóa có tác dụng dần với PE Nếu nâng nhiệt độ đến 600

C, PE vẫn ổn định dưới tác dụng của dung dịch muối, kiềm đặc, dung dịch acid sunfuric có nồng

độ 50%, acid nitric 40% và clohydric đặc Nhưng nếu nâng nhiệt độ lên đến

90-1000C thì các acid sẽ có tác dụng mạnh với PE

 Bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy như ancol, axeton, H2O2…

 Có thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua, do đó PE cũng có thể hấp thu, giữ mùi trong bản thân bao bì [47]

Chính vì những tính chất nói trên mà PE được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất

và đời sống Trong đó, bao PE là vật liệu thường gặp nhiều nhất trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp đặc biệt là trong bảo quản nông sản, thực phẩm

1.5.2 Các chất hấp thụ ethylene

1.5.2.1 Kali Permanganat (KMnO 4 )

Kali permanganat là một chất rắn màu tím, có công thức hóa học là KMnO4 Thuốc tím tan rất tốt trong nước tạo thành dung dịch tím mãnh liệt, việc cho bay hơi thuốc tím để lại các tinh thể lăng trụ màu đen tím sáng lấp lánh Hiện thuốc tím được sản xuất và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống

24

 Một số đặc tính nổi trội của thuốc tím

 Là chất oxi hóa mạnh

 Sẽ bốc cháy hoặc phát nổ nếu kết hợp với chất hữu cơ khác

 Bị phân huỷ ở nhiệt độ trên 2000C

 Dung dịch có màu tím đậm

 Dung dịch loãng có màu tím đỏ

 Tác dụng của thuốc tím

 Thuốc tím (KMnO4) được bắt đầu đưa vào trị bệnh trên cá vào năm 1918

 Thuốc tím là một chất oxy hóa mạnh, nó được dùng làm chất oxi hoá trong hoá học hữu cơ và hóa học vô cơ

 Trong y học, dung dịch KMnO4 loãng được dùng để sát khuẩn, tẩy uế, rửa các vết thương

 Chất hấp thụ khí gas

 Chất khử nhiễm trùng trong nước

 Chất khử trùng trong ngành dược

 Trong hoá phân tích, dùng định lượng nhiều chất

 Chất oxi hóa của đường saccharin, vitamin C,…

 Chất làm bay màu của tinh bột, vải dệt, chất béo

 Trong thủy sản, việc sử dụng thuốc tím sẽ làm giảm lượng oxy hòa tan trong ao,

vì thuốc tím sẽ diệt một lượng lớn tảo trong môi trường ao nuôi [48]

Ngoài ra, KMnO4 cũng được ứng dụng trong nông nghiệp Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu trên thế giới ứng dụng KMnO4 làm chất hấp thụ ethylene trong bảo quản trái cây KMnO4 là chất kháng khuẩn, có hoạt tính oxy hóa rất mạnh Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của nồng độ KMnO4 đến các thông số sau thu hoạch của quả táo đường (Annona squamosa, L.) được đóng gói trong màng PVC (Polyvinylchloride) dày 0,1mm Các nhóm gồm 4 quả và một túi có KMnO4, được bọc trong màng PVC

và được giữ trong buồng lạnh ở 160

C với độ ẩm tương đối 90-100% Từ các kết quả thu được, kết luận rằng có thể thiết lập mối tương quan thỏa đáng với mức độ sử dụng,

25

thời gian lưu trữ và các biến phụ thuộc, một trong các yếu tố sau: nồng độ chất tan,

pH, độ acid và hao hụt trọng lượng Người ta đã kết luận rằng KMnO4 làm chậm sự trưởng thành, ức chế sự chín của các loại trái cây, tăng thời gian cho trái cây đạt được hàm lượng chất rắn tối đa, giảm độ acid và tăng pH khi quả đến thời gian tiêu thụ [24]

1.5.2.2 ETS 30cc (Ethylene Secco 30 cubic centimetre )

Khí ethylene và hơi nước sinh ra trong quá trình bảo quản hoạt động như một chất xúc tác cho quá trình chín, từ đó thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn và gây hư hỏng rau quả nhanh hơn ETS (30cc) có tên thương mại là Secco Ethylene Absorber là gói hút ethylene dùng trong bảo quản rau quả, trái cây nhằm ngăn chặn sự chín, hạn chế sự giảm khối lượng và chất lượng của sản phẩm Gói hút ethylene có chứa hỗn hợp thành phần đặc biệt của zeolite dạng hạt và kali permanganat gây ra sự hấp thụ ethylene và độ ẩm, đồng thời gây ức chế vi khuẩn dễ bay hơi Gói hút ethylene bao gồm chất thấm chất nền bằng dung dịch bột zeolite với chất liên kết ngang và chất kết dính trong dung môi có pH từ 5,0 đến 7,0 được điều chỉnh bằng cách dùng acid hữu cơ loại bỏ dung dịch dư ra khỏi và sấy khô, bảo dưỡng bề mặt ở 50-2500C [49]

Các gói hoạt động theo nhiều cách để bảo vệ và kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm tươi ETS (30cc) có tác dụng hấp thụ khí ethylene, độ ẩm, oxy hóa ethylene (sử dụng cho sản phẩm trái cây bao gồm táo, kiwi, xoài, chuối, ổi, bơ, hành tây, thông, ) Định lượng sử dụng 1 đơn vị gói Secco ethylene 5g cho 3-5kg trái cây/quả

 Hấp thụ độ ẩm: Độ ẩm quá mức được tạo ra trong bao bì cũng được hấp thụ, từ

đó ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong bao bì

 Có thể có chất ức chế sinh học bay hơi tự nhiên trong ETS (30cc) Các thành phần hoạt động là một chiết xuất thực vật tự nhiên có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật

26

 Cách sử dụng

Đặt gói hấp thụ ethylene lên trên trái cây và rau quả, lưu thông không khí, niêm phong hộp Đối với thùng chứa, kho lạnh sử dụng túi hấp thụ ethylene sóng, treo kết hợp lưu thông không khí hoặc cửa thoát khí Thông thường, các loại trái cây và rau quả chứa trong kho lạnh được bảo quản với túi hấp thụ ethylene 2-3kg có móc treo

Zeolite là vật liệu khai thác tự nhiên xốp cao và thường được sử dụng làm chất hấp thụ Việc giảm kích thước hạt zeolite xuống kích thước nano được dự kiến sẽ cải thiện sự hấp thụ, vì với kích thước hạt nhỏ hơn vật liệu, diện tích hấp thụ sẽ tăng lên Nano zeolite-KMnO4 là chất hấp thụ ethylene được mong đợi tốt hơn so với chất hấp thụ ethylene thương mại hiện có Nghiên cứu này nhằm xác định khả năng hấp thụ của nano zeolite-KMnO4 như chất hấp thụ ethylene và là một chỉ số về thời hạn sử dụng của chuối Ambon (Musa paradisiaca) Nano zeolite-KMnO4 từ quá trình nghiền trong

40 phút và kích hoạt hóa học bằng dung dịch KOH trong 2 giờ có khả năng oxy hóa ethylene cao, cụ thể là 113 ppm/g/h Ứng dụng nano zeolite-KMnO4 tối đa 3g được đóng gói trong giấy xellulose và cho vào bao bì LDPE 0,04 mm có thể kéo dài thời hạn sử dụng của chuối ở nhiệt độ 250C, độ ẩm 85% đến 17 ngày so với đối chứng [31]

1.5.2.3 1-MCP (1-Methylcyclopropene)

Chất điều hòa sinh trưởng 1-Methylcyclopropene (1-MCP) có vai trò ức chế quá trình sinh tổng hợp của ethylene 1-MCP đã được thương mại hóa và sử dụng rộng rãi cho các cây trồng, rau, hoa quả ở nhiều nước trên thế giới nhằm nâng cao chất lượng nông sản sau thu hoạch 1-Methylcyclopropene (1-MCP) là dẫn xuất cyclopropene (một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học là C3H4) được sử dụng để điều chỉnh sự tăng trưởng của cây trồng

 Đặc tính hóa học

1-MCP là một loại cycloalkene (là một dạng hydro cacbon alkene) có công thức phân tử là C4H6, khối lượng phân tử 54,09 g/mol Nhiệt độ hóa hơi khoảng 120C nên 1-MCP là dạng khí ở điều kiện thường

27

 Cơ chế tác động đến ethylene

Ở trạng thái bình thường, khi ethylene tiếp xúc với cơ quan thụ cảm trên tế bào thực vật, tế bào sẽ có tín hiệu trả lời bằng một loạt các phản ứng hóa sinh, dẫn đến các biến đổi sinh lý, sinh hóa của thực vật Khi có mặt trong tế bào, phân tử 1-MCP sẽ cạnh tranh và chiếm chỗ của ethylene để kết hợp với bộ phận thụ cảm ethylene trong

tế bào, dẫn đến các phản ứng sinh hóa bị ngưng trệ Sự gắn kết giữa 1-MCP với cơ quan thụ cảm ethylene khác có thể hình thành và tế bào lại trở nên nhạy cảm với ethylene Vì vậy, 1-MCP chỉ có tác dụng làm chậm chứ không ngăn chặn hoàn toàn các hoạt động sinh lý, sinh hóa của thực vật

 Sử dụng mang tính thương mại

Trong thương mại, 1-MCP được sử dụng nhằm hai mục đích chủ yếu là: giữ cho hoa quả được tươi lâu và ngăn chặn quá trình chín của quả Trong mỗi một trường hợp, người ta sử dụng 1-MCP kết hợp với những nguyên liệu khác, hòa với một lượng nước hoặc dung dịch khác và sử dụng nó ở dạng khí

 1-MCP có tên thương mại là EthylBloc và đã được cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ phê chuẩn để sử dụng cho sản phẩm sau thu hoạch

 Chế phẩm đã được cấp phép sử dụng bởi Cơ quan Bảo vệ Môi trường của Mỹ (EFA) Chế phẩm phổ biến trên thị trường hiện nay có tên thương mại là SmartFresh

do hãng AgroFresh Inc sản xuất hay EthylBloc do hãng Floralife Inc sản xuất [46]

 Cách sử dụng 1-MCP ở dạng gói bột (theo tiêu chuẩn USP)

Các gói thường được sử dụng trong các thùng chứa với một số ít trái cây và rau quả Các hộp phải bảo đảm độ kín khi sử dụng hoặc có lớp lót nylon dày bên trong hộp Sau khi cho trái cây và rau quả vào hộp, gói các gói 1-MCP vào khăn ăn hoặc bông (không quá dày, quá dày sẽ ảnh hưởng đến việc giải phóng khí hiệu quả), sau đó nhúng nhanh vào nước và bỏ vào hộp, đậy kín Định lượng sử dụng 1 đơn vị gói 1-MCP 0,6 gam cho 12-15kg trái cây/quả

Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu sử dụng 1-MCP làm chất hấp thụ ethylene trong bảo quản trái cây 1-MCP làm trì hoãn quá trình chín của các giống bơ Ettinger, Hass và Pinkerton Sử dụng 1-MCP ở nồng độ thấp (300nl/l) trước khi tăng vi khuẩn waseffectiveanddelayedtheonsetoftheclimacteric sản xuất CO2 và ethylene Quả bơ

28

Ettinger và Pinkerton được xử lý 1-MCP có khả năng duy trì màu xanh do mức độ hoạt động của chất diệp lục thấp hơn và phân hủy diệp lục ít hơn Sử dụng 1-MCP ở mức 300nl/l để bảo quản lạnh làm giảm tổn thương lạnh Các hoạt động của PPO (Polyphenol Oxidase) và POD (Peroxidase) trước khi thu hoạch bơ thấp và tăng đáng

kể trong thời gian bảo quản làm cho bơ dễ bị biến màu 1- Methylcyclopropene có hiệu quả trong việc giảm màu nâu trong tất cả các giống bơ được thử nghiệm Như vậy, 1-MCP có tác dụng trì hoãn quá trình mềm hóa và sự mất màu xanh của bơ [40]

Nghiên cứu khả năng trì hoãn quá trình chín trong bơ của 1-MCP Trái bơ thu hoạch được tiếp xúc với 300 nl/1 1-MCP trong 20 giờ, dưới 27±20C và sau đó được bảo quản trong điều kiện môi trường (27±20C, độ ẩm tương đối 65±2%) Bơ được kiểm tra hàng ngày về trọng lượng, độ cứng, màu sắc, sự phát triển của nấm và độ bóng Hoạt tính kháng nấm trong chiết xuất từ vỏ bơ được đánh giá thông qua sắc ký mỏng (TLC) kết hợp với sinh học Cladosporium 1-MCP đã kéo dài thời hạn sử dụng của bơ lên tới 9 ngày, gấp 2,2 lần so với thời hạn sử dụng 4 ngày của mẫu đối chứng Bệnh thối cuống gây ra bởi Botryodiplodia theobromae được tìm thấy là yếu tố quyết định thời hạn sử dụng của quả Xử lý 1-MCP dẫn đến sự chậm trễ đáng kể (p <0,05) trong việc thay đổi màu sắc vỏ, độ mềm và độ bóng của bơ được cải thiện so với đối chứng Các xét nghiệm sinh học sử dụng nấm Cladosporium cho thấy sự hiện diện của hoạt tính kháng nấm trong bơ được xử lý và kiểm soát bởi 1-MCP Sử dụng 1-MCP có hiệu quả trong việc trì hoãn sự suy giảm hoạt động của chất chống nấm trong quả cùng với sự chậm trễ các thay đổi liên quan đến sự chín khác và giảm thiểu tổn thất gặp phải trong quá trình bảo quản ở điều kiện môi trường ấm hơn [26]

1.6 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về bảo quản bơ và sử dụng chất hấp thụ ethylene

1.6.1 Nghiên cứu ngoài nước

Khoảng 20 năm gần đây, Polyethylene wax được sử dụng trong bảo quản cho hầu hết bơ ở Nam Phi để kéo dài thời gian bảo quản bơ và cải thiện màu sắc của quả Năm 1997, người ta sử dụng Stafresh một chất sáp dạng nhũ tương để xử lý và bảo quản quả bơ Ảnh hưởng của chất sáp có tên là N.O carrboximethyl-chitosan (Nutrasave) lên quả bơ Hass trong suốt quá trình bảo quản lạnh áp dụng cho giống bơ

Xử lý trước bảo quản với nồng độ oxy thấp (3% oxy và 97% nitrogen) trong 24 giờ giảm được tổn thương lạnh ở quả bơ Fuerte sau 3 tuần bảo quản ở nhiệt độ 20C, độ mềm của quả bơ cũng giảm xuống Tuy nhiên, phương pháp xử lý này chưa được áp dụng rộng rãi Xử lý 25% CO2 trong 3 ngày được cho là có nhiều triển vọng, áp dụng ở Nam Phi và Israel (Bower, J.P and Cutting, J.G.M, 1988) [23]

Trong một cuốn sách xuất bản gần đây, đề nghị nhúng hoặc phun quả bơ với antioxidant butylated hydroxyanisol (BHA) có thể giảm thối hỏng sau thu hoạch bởi chất này có khả năng điều chỉnh sự chống chịu của quả Xử lý này đang ở giai đoạn thử nghiệm Gần đây, đã phát hiện 1-methylcyclopropenee (1-MCP) chất ức chế ethylene, có hiệu quả khắc phụ ảnh hưởng của ethylene đối với trái cây dễ bị hư hỏng

Áp dụng 1-MCP ở nồng độ thấp 30-70 nl/l trong 24 giờ đã gây ức chế ethylene sinh ra trong quá trình chín của trái bơ, làm trì hoãn sự chín của giống bơ Hass đến 10-12 ngày, sau đó quả bơ vẫn hoạt động chín bình thường (Mauch et all, 1984) [30]

Tương tự như vậy đối với giống Fuert và Hass sử dụng 1-MCP nồng độ 300 nl/l

có hiệu quả trong việc ức chế sự chín và kéo dài thời gian bảo quản, hiệu quả đạt được như bảo quản trong điều kiện có kiểm soát thành phần không khí (Y Fuchs et all, 1995) Xử lý 1-MCP nồng độ 900 nl/l và chất sáp wax đối với giống bơ West India

“Tower II” và “Booth 7” giúp cải thiện độ cứng và duy trì màu xanh của trái, trì hoãn

sự sản sinh ethylene và thay đổi cường độ hô hấp Áp dụng 1-MCP nồng độ 50-70 nl/l trong 12-24 giờ cho cân bằng tốt nhất giữa các rối loạn bên trong thịt quả và giảm nguy cơ gia tăng hư hỏng ở quả chín sau thời gian bảo quản [29]

Kết quả bảo quản bơ trong bao sinh học (Bio-Fresh bags) có cải tiến thành phần không khí (phòng thí nghiệm trái cây–Israel) cho thấy quả bơ có thể duy trì chất lượng bên ngoài và bên trong của chúng hơn 3 tuần, nếu chúng được đóng gói trong bao sinh

30

học chế tạo bởi nhựa PE và một chất hấp thụ ethylene ở công ty bao bì Grofit- Israel Những phát minh này đã hỗ trợ nghiên cứu ban đầu, chứng minh hiệu quả bảo quản bơ trong điều kiện không khí có kiểm soát Mục tiêu nghiên cứu này là có thể kéo dài thời gian bảo quản 2 giống bơ Fuet và Hass ít nhất 5 tuần sau thu hoạch mà không làm thay đổi chất lượng về độ cứng, bề ngoài quả, Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể kéo dài thời gian bao quản giống bơ Fuet và Hass từ 5 đến 6 tuần trong bao thấm khí sinh học (MAP) Bảo quản trong bao MAP chất lượng quả bơ được cải thiện hơn so với đối chứng (Kremer-Kohne et all, 1997) [32], [43]

Các nghiên cứu về tác dụng của 1-MCP làm trì hoãn sự chín thể hiện ở sự thay đổi độ cứng, màu sắc, sự sản sinh ethylene và cường độ hô hấp của giống bơ West India và Hass Bảo quản giống Fuert và Hass 4 tuần ở 50

C, 1-MCP làm giảm sự biến màu của vỏ quả và hoạt động oxy hoá phenol (PPO) Sử dụng các túi chứa chất hấp thụ ethylene trong suốt quá trình bảo quản MA (Modifed Atmosphere), hoặc xử lý với 1-MCP trước khi bảo quản lạnh làm giảm sự biến màu vỏ quả ở giống bơ Hass và giảm các ảnh hưởng bất lợi của ethylene trong quá trình bảo quản lạnh Áp dụng 1-MCP nồng độ 300 nl/l có hiệu quả trì hoãn sự chín của giống bơ Ettinger và cho phép

sự chín mềm bình thường [25]

1.6.2 Nghiên cứu trong nước

Ở trong nước, một số công trình nghiên cứu ứng dụng các phương pháp bảo quản khác nhau để bảo quản trái cây nói chung và bơ nói riêng như sử dụng các hóa chất ứng dụng trong bảo quản, sử dụng các loại màng bao sinh học kết hợp với kĩ thuật bao gói, trong đó màng bao ăn được như chitosan, CMC (carboxymethyl cellulose), sáp ong,

Hoàng Mạnh Cường (2010), đã xử lý bảo quản lạnh cho bơ Kết quả là đối với

bơ bảo quản ở 80C sau đó ươm chín ở 200C cho thời gian bảo quản dài nhất (18 ngày gồm bảo quản 15 ngày ở 80C, rồi đưa ra siêu thị 3 ngày ở 200C) và hao hụt trọng lượng thấp nhất (2,47%) Thời gian bảo quản phụ thuộc vào cả nhiệt độ bảo quản và nhiệt độ ươm chín [4]

Nguyễn Minh Nam và cộng sự (2012) sử dụng 1-MCP xử lý sau thu hoạch bơ sáp bằng cách xông ở các nồng độ 300 ppm, 400 ppm, 500 ppm, 600 ppm, 700 ppm