Nghiên cứu chế độ trữ lạnh cho một số nông sản tại phía nam việt nam

Tối ưu theo bài toán đa mục tiêu đạt được kết quả: Tại chế độ bảo quản có giá trị nhiệt độ t ≈ 2oC, và ẩm độ d ≈88%, với thời gian bảo quản 7 ngày, bao gói sản phẩm sử dụng túi nilon có

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

PHAN THÀNH NHÂN

“ NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ TRỮ LẠNH CHO MỘT SỐ NÔNG

SẢN TẠI PHÍA NAM VIỆT NAM”

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT Mã số ngành: 60.52.80

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2006

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN HAY

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 1:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Tp HCM, ngày tháng năm 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I- TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ TRỮ LẠNH CHO MỘT SỐ NÔNG SẢN TẠI PHÍA NAM VIỆT NAM”

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nhiệm vụ: Nghiên cứu chế độ trữ lạnh tối ưu

Nội dung: Nghiên cứu kho lạnh bảo quản rau quả tươi

Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến chất lượng và chi phí năng lượng riêng của kho trữ bảo quản rau quả tươi

Mô hình hóa thống kê kho bảo quản rau quả tươi từ các số liệu tìm được

Tối ưu hóa quá trình thực nghiệm nhằm xác định giá trị tối ưu của các yếu tố ảnh hưởng

Mô hình vật lý – chuẩn đồng dạng thiết lập dãy kho bảo quản lạnh

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 6 tháng 2 năm 2006

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 6 tháng 10 năm 2006

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN HAY

CN BỘ MÔN

PGS.TS NGUYỄN HAY

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

LỜI CẢM ƠN

™ Tôi xin chân thành bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:

- Thầy PGS.TS NGUYỄN HAY, giảng viên bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh, khoa Cơ Khí Công Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

- Ban Giám Hiệu, Ban Chủ Nhiệm khoa Cơ Khí Công Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi cả về cơ sở vật chất lẫn tinh thần trong suốt thời gian theo học và làm luận văn cao học này

- Toàn thể quý thầy cô bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh, trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng quý báu trong thời gian học cao học

- Các thầy, cô khoa Cơ Khí Công Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM- thầy Phạm Huy Tuân, cô Phạm Thu Hồng, cô Nguyễn Thị Phương Thảo, cô Trần Thị Thanh Thuỷ, cô Lương Thị Minh Châu, thầy Lê Cao Thanh Tùng và toàn thể quý thầy, cô trong khoa đã giúp đỡ, hổ trợ tôi trong quá trình thực hiện luận văn

- Gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ tôi để tôi hoàn thành luận văn và khoá học cao học tại trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM

Tp HCM, ngày 27 tháng 10 năm 2006

Phan Thành Nhân

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Luận văn được thực hiện tại xưởng thực tập nhiệt lạnh, bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh, khoa Cơ Khí Công Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM, từ tháng 2 năm 2006 đến tháng 10 năm 2006

Quá trình nghiên cứu được chia thành 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Tổng hợp tài liệu, và nghiên cứu lý thuyết

Giai đoạn 2: Chuẩn bị vật tư, trang thiết bị, dụng cụ đo phục vụ quá trình thực nghiệm, và tiến hành thí nghiệm

Giai đoạn 3: Xử lý số liệu, viết báo cáo hoàn tất luận văn

Kết quả đạt được như sau:

Phương trình hàm hồi quy biểu diễn sự phụ thuộc của chỉ tiêu chất lượng (hàm Y1) và mức tiêu thụ năng lượng riêng (hàm Y2) vào chế độ bảo quản lạnh nhiệt độ và ẩm độ trong kho là hàm bậc II (dạng thực) có dạng như sau:

Hàm số chất lượng:

Y1 = - 268,566 + 1,77318t + 6,49796d – 0,3595t2 – 0,03702d2 Hàm số năng lượng riêng:

Y2 = - 1,33093 -1,5017t +0,131489d +0,185109t2Bài toán tối ưu được lập trên cơ sở hàm Y1 và Y2

Tối ưu theo bài toán đa mục tiêu đạt được kết quả:

Tại chế độ bảo quản có giá trị nhiệt độ t ≈ 2oC, và ẩm độ d ≈88%, với thời gian bảo quản 7 ngày, bao gói sản phẩm sử dụng túi nilon có khoét lỗ thì các giá trị đạt được như sau :

Chỉ tiêu chất lượng: Y1 ≈ 18,77 điểm

Chỉ tiêu năng lượng riêng: Y2 ≈ 9,06 kWh/kg

Xây dựng được mô hình vật lý xác định công suất nén và mức tiêu thụ năng lượng riêng cho kho lạnh bảo quản rau tươi, đồng thời thiết lập được dãy kho đồng dạng với kho mô hình

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

Tóm tắt luận văn ii

Mục lục iv

1 Mở đầu 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

2 Tổng quan 4

2.1 Tình hình sản xuất và xuất nhập khẩu rau quả của Việt Nam 4

2.2 Chiến lược phát triển rau quả của Việt Nam và thế giới 8

2.2.1 Chiến lược phát triển rau quả của thế giới 8

2.2.2 Chiến lược phát triển rau quả của Việt Nam 10

2.3 Đối tượng nghiên cứu và tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 12

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu 12

2.3.2 Tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 13

2.3.2.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn cảm quan 13

2.3.2.2 Đánh giá chất lượng sản phẩm theo độ dinh dưỡng 15

2.4 Một số phương pháp bảo quản rau quả tươi 16

2.4.1 Bảo quản ở điều kiện thường 16

2.4.2 Bảo quản lạnh 17

2.4.3 Bảo quản CA (Controled Atmosphere) 18

2.4.4 Bảo quản rau quả tươi trong môi trường khí quyển cải biên (MA) (Modified atmosphere) 20

2.4.5 Bảo quản bằng hoá chất 22

2.4.6 Bảo quản bằng tia bức xạ 23

2.5 Một số quá trình biến đổi xảy ra khi bảo quản rau quả tươi 24

2.5.1 Quá trình biến đổi về vật lý 24

2.5.2 Quá trình biến đổi về sinh lý, sinh hóa 26

2.6 Tổng quan về kho bảo quản lạnh 28

2.6.1 Khái quát về tầm quan trọng của bảo quản lạnh 28

2.6.2 Một số phương án làm lạnh trong kho lạnh 30

2.6.2.1 Phương án làm lạnh gián tiếp 30

2.6.2.2 Phương án làm lạnh trực tiếp dùng bơm tuần hoàn môi chất 31

2.6.2.3 Phương án làm lạnh trực tiếp không dùng bơm tuần hoàn 32

2.6.3 Một số hình ảnh về kho lạnh 34

3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 37

3.1 Nội dung nghiên cứu 37

3.2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 37

3.2.1 Phương pháp tiếp cận hệ thống 37

3.2.2 Phương pháp mô hình hóa thống kê và phương pháp giải tích toán học 38

3.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 38

3.3.1 Vật liệu và trang thiết bị dùng trong thực nghiệm 39

3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm thăm dò 41

3.3.3 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 41

3.3.4 Phương pháp đo đạc thực nghiệm 44

3.3.5 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 45

3.3.6 Phương pháp tối ưu hoá 46

3.3.7 Phương pháp mô hình vật lý 47

4 Kết quả và thảo luận 48

4.1 Mô hình kho lạnh sử dụng làm thí nghiệm 48

4.1.1 Sơ đồ cấu tạo 48

4.1.2 Nguyên lý hoạt động 49

4.1.3 Mô tả chi tiết thông số kỹ thuật của máy thí nghiệm 51

4.1.4 Thiết bị tạo ẩm 52

4.2 Phân tích các thông số đầu vào ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu 53

4.3 Bài toán hộp đen 58

4.4 Thực nghiệm đơn yếu tố 58

4.5 Thực nghiệm theo phương án bậc nhất 62

4.5.1 Xác định miền nghiên cứu 62

4.5.2 Kết quả thực nghiệm và xử lý kết quả thực nghiệm 63

4.6 Thực nghiệm theo phương án bậc hai Box – Hunter 64

4.6.1 Xây dựng kế hoạch hoá thực nghiệm bậc hai 64

4.6.2 Kết quả thực nghiệm 67

4.6.3 Kết quả phân tích về độ ổn định nhiệt độ, ẩm độ trong kho bảo quản lạnh 68

4.6.4 Kết quả chất lượng sản phẩm theo chỉ tiêu phân tích 72

4.6.5 Kết quả chất lượng sản phẩm theo chỉ tiêu cảm quan và lượng điện năng tiêu thụ 74

4.6.6 Xây dựng ma trận tính toán 76

4.6.7 Xác định các thông số tối ưu hóa 79

4.6.7.1 Phát biểu bài toán tối ưu 79

4.6.7.2 Kết quả bài toán đơn mục tiêu 81

4.6.7.3 Kết quả bài toán đa mục tiêu 82

4.7 Mô hình hóa 85

4.7.1 Mô hình vật lý xác định công suất máy nén cho kho lạnh bảo quản rau tươi 85

4.7.2 Mô hình vật lý xác định mức tiêu thụ năng lượng riêng cho kho lạnh bảo quản rau tươi 89

4.7.3 Thiết lập dãy kho lạnh bảo quản rau tươi đồng dạng với mô hình kho lạnh thí nghiệm đã nghiên cứu 92

5 Kết luận và đề nghị 94

5.1 Kết luận 94

5.2 Đề nghị 95

Tài liệu tham khảo 96

Phụ lục .99

Phụ lục 1: Phiếu đánh giá cảm quan sản phẩm theo phương pháp cho điểm 99

Phụ lục 2: Một số hình ảnh thực hiện đề tài 100

Phụ lục 3: Kết quả xử lý số liệu phân tích phương sai và hồi qui, ước lượng tương tác các hệ số hồi qui theo hàm bậc I ở dạng mã hóa 102

Phụ lục 4: Kết quả xử lý số liệu phân tích phương sai và hồi qui, ước lượng tương tác các hệ số hồi qui theo hàm bậc II ở dạng mã hóa 105

Phụ lục 5: Kết quả chỉ tiêu phân tích 109

Phụ lục 6: Bảng kết quả thô đánh giá chỉ tiêu cảm quan 123

Phụ lục 7: Bảng số liệu thô các giá trị nhiệt độ, ẩm độ trong kho bảo quản 125

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề:

Trong những năm gần đây, mặt hàng nông sản thực phẩm của Việt Nam là một trong những mặt hàng không những đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước mà còn góp phần gia tăng thúc đẩy phát triển nền kinh tế của Việt Nam khi xuất khẩu sang thị trường nước ngoài Các mặt hàng xuất khẩu chủ lực trong ngành nông nghiệp chủ yếu của Việt Nam là gạo, cà phê, cao su, hạt điều… đã tạo được chỗ đứng, vị thế trên thị trường thế giới

Bên cạnh những mặt hàng có sẵn vị thế, những năm qua, một số mặt hàng nông sản khác cũng bắt đầu tìm được vị trí, đặc biệt là mặt hàng rau quả Thị trường tiêu thụ mặt hàng này ngày càng được mở rộng, và hiện nay đã có mặt trên hơn 50 quốc gia và vùng lãnh thổ Thị trường chính hiện nay là Trung Quốc, Singapore, Đài Loan, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga, Mỹ, Pháp, Hà Lan…

Theo dự báo của Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ (USDA), do tác động của nhiều yếu tố như sự thay đổi cơ cấu dân số, thị hiếu tiêu dùng và thu nhập dân cư… tiêu thụ nhiều loại rau sẽ tăng mạnh trong giai đoạn 2000 – 2010, đặc biệt là các loại rau ăn lá Theo USDA, nhu cầu tiêu thụ các loại rau xanh sẽ tăng khoảng 22 – 23%, tiêu thụ khoai tây và các loại rau củ sẽ tăng khoảng 7 – 8% Giá rau tươi các loại sẽ tiếp tục gia tăng cùng với tốc độ tăng nhu cầu tiêu thụ

Đối với rau quả tươi của Việt Nam hiện nay, việc xuất khẩu gặp nhiều trở ngại do chưa đảm bảo về công nghệ bảo quản, chế biến cũng như khả năng đáp ứng các yêu cầu về hàng nhập khẩu của các thị trường nước ngoài

Để sản phẩm rau quả tươi không bị suy giảm về mặt chất lượng, hao hụt trọng lượng trong thời gian chờ trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ trong và ngoài

nước, chúng sẽ được bảo quản ở các điều kiện bảo quản nghiêm ngặt (khống chế nhiệt độ, ẩm độ, tốc độ gió, bao gói sản phẩm…) Thiết bị bảo quản có thể đáp ứng được những điều kiện đó hiện nay được sử dụng nhiều nhất và đạt hiệu quả nhất là hệ thống kho mát, kho trữ lạnh

Sản phẩm rau quả tươi, sau khi thu hoạch, sẽ qua một số công đoạn sơ chế, làm sạch, bao gói… rồi đưa vào các kho bảo quản, trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ Do đó để duy trì chất lượng sản phẩm tươi, đồng thời để giảm chi phí năng lượng cho quá trình bảo quản lạnh nhằm nâng cao lợi ích kinh tế, đáp ứng tiêu chuẩn của các thị trường tiêu thụ chúng tôi dự kiến thực hiện đề tài:

“ Nghiên cứu chế độ trữ lạnh cho một số nông sản tại phía nam Việt Nam”

Dưới sự hướng dẫn của Thầy PGS.TS Nguyễn Hay – Bộ môn Công Nghệ

Nhiệt Lạnh – Trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM

1.2 Mục tiêu đề tài:

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu chế độ trữ lạnh cho mặt hàng nông sản có nghĩa là tiến hành nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chất lượng và năng lượng của quá trình bảo quản sản phẩm rau quả tươi trong hệ thống kho trữ lạnh Với chế độ trữ như thế nào để sản phẩm vẫn đảm bảo được giá trị về mặt chỉ tiêu chất lượng cả về tiêu chuẩn cảm quan và tiêu chuẩn về độ dinh dưỡng trong sản phẩm cũng như là chỉ tiêu về lượng điện năng tiêu thụ

Từ nghiên cứu bằng thực nghiệm các thông số ảnh hưởng đến chất lượng và năng lượng (lượng điện năng tiêu thụ) của quá trình bảo quản lạnh trong kho trữ lạnh để đề ra chế độ làm việc tối ưu cho hệ thống kho lạnh bảo quản rau quả tươi

Chế độ làm việc tối ưu được xác định trên cơ sở của chất lượng sản phẩm sau khi trữ trong kho theo các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng sản phẩm TCVN,

và TCN (tiêu chuẩn ngành) Đồng thời lượng điện năng tiêu thụ ở mức chấp nhận được nhằm đạt được mục tiêu hiệu quả kinh tế

Kết quả nghiên cứu này có thể ứng dụng trực tiếp vào quá trình sản xuất, bảo quản rau quả tươi tại các công ty cung cấp, chế biến rau quả, các công ty xuất nhập khẩu các mặt hàng, sản phẩm rau quả tươi

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1 Tình hình sản xuất và xuất nhập khẩu rau quả của Việt Nam:

Việt Nam là một nước nông nghiệp nhiệt đới gió mùa, đất đai màu mỡ, tươi tốt, rất thuận lợi cho việc trồng và phát triển các chủng loại rau quả có nguồn gốc địa lý khác nhau như rau quả nhiệt đới, á nhiệt đới và ôn đới

Trong những năm gần đây tình hình sản xuất và xuất nhập khẩu mặt hàng nông sản nói chung và mặt hàng rau quả của Việt Nam nói riêng có nhiều thay đổi và chuyển biến tích cực Diện tích canh tác càng ngày càng mở rộng, chủng loại rau quả phong phú và đa dạng với nhiều giống mới được du nhập từ các nước trên thế giới và lai tạo cho ra nhiều giống mới phù hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam, và sự đầu tư trang thiết bị kỹ thuật, máy móc hiện đại phục vụ trong nông nghiệp đã góp phần gia tăng sản lượng cũng như là chất lượng sản phẩm rau quả đáp ứng được thị hiếu của người tiêu dùng trong và ngoài nước đóng góp vào sự nghiệp phát triển chung của đất nước

Trong tổng giá trị sản xuất trồng trọt, giá trị rau, đậu và cây ăn quả chiếm 15,1% Tính đến năm 2005 diện tích trồng cây ăn quả đạt trên 750 nghìn ha và 605,9 nghìn ha trồng rau các loại, gấp 2,7 lần năm 1990, gấp gần 2,2 lần năm

1995, gấp trên 1,3 lần năm 2000, với nhiều loại rau quả đặc sản nổi tiếng trong nước và trên thế giới

Xuất khẩu rau quả cũng đạt những kết quả nhất định Kim ngạch xuất khẩu rau quả của nước ta đã trải qua các thời kỳ:

Thời kỳ từ trước 1990 đến 1994: Kim ngạch xuất khẩu liên tục bị sút

giảm, từ 52,3 triệu Rúp năm 1990 xuống còn 33,2 triệu năm 1991; 32,3 triệu năm 1992; 23,6 triệu năm 1993 và 20,8 triệu năm 1994

Có 3 nguyên nhân chủ yếu làm cho kim ngạch xuất khẩu rau quả bị giảm sút: Một, thị trường xuất khẩu chủ yếu của rau quả Việt Nam là Liên Xô (cũ) và các nước Đông Âu nay bị hụt hẫng sau khi những nước này thay đổi chế độ Hai, Việt Nam còn đang bị bao vây cấm vận, nên xuất khẩu của Việt Nam nói chung và xuất khẩu rau quả nói riêng sang các thị trường mới còn hạn chế Ba, Việt Nam còn đang tập trung vào việc giải quyết an ninh lương thực ở trong nước, bước đầu phát triển nông nghiệp toàn diện để khắc phục sự thiếu hụt các nông sản ngoài lương thực, chưa có điều kiện đẩy mạnh sản xuất và xuất khẩu rau quả

Thời kỳ 1995 – 1998: Xuất khẩu rau quả đã tăng đáng kể, đạt đỉnh cao

nhất so với trước đó vào năm 1996, tuy nhiên lại bị sụt giảm mạnh vào hai năm

1997 – 1998

Thời kỳ 1998 – 2001: Kim ngạch xuất khẩu rau quả tăng nhanh và tăng

liên tục, đạt đỉnh cao nhất vào năm 2001 Nguyên nhân chính do thị trường xuất khẩu rau quả chủ yếu là Trung Quốc đã gia tăng mạnh, một số thị trường khác cũng tăng lên

Thời kỳ 2001 – 2003: Kim ngạch xuất khẩu rau quả bị giảm mạnh, chủ

yếu do thị trường Trung Quốc bị giảm

Từ năm 2004 đến nay: Kim ngạch xuất khẩu rau quả có dấu hiệu phục

hồi, thị trường tiêu thụ nước ngoài ngày càng mở rộng, các sản phẩm rau quả của Việt Nam có nhiều sản phẩm mang thương hiệu nổi tiếng được thị trường nước ngoài ưu chuộng đáp ứng được cả về chất lượng lẫn chủng loại hàng hóa Và đã có sự quan tâm đầu tư của các cấp, các ngành và nhiều công ty rau quả trong và ngoài nước với những cơ chế những chính sách mới thúc đẩy và tạo động lực cho sự phát triển của ngành trong những năm sau này

Bảng 2.1: Kim ngạch xuất khẩu rau quả Việt Nam qua các năm

Năm Kim ngạch xuất

khẩu rau quả

(trUSD)

Chỉ số phát triển (năm trước = 100%)

Tổng kim ngạch

XK của Việt Nam (trUSD)

XK rau quả so với tổng kim ngạch (%)

(nguồn: Bộ Thương Mại, 2006)

Qua bảng số liệu trên, có thể nhận thấy kim ngạch xuất khẩu rau quả của

Việt Nam từ năm 2004 đến 2006 có sự tăng trưởng đều, sau thời gian suy giảm từ

năm 2001 đến 2003 Với những thị trường xuất khẩu chính của Việt Nam ngày

càng mở rộng và có sức tiêu thụ mạnh mẽ Theo bảng thống kê về kim ngạch

xuất khẩu rau quả của Việt Nam sang các thị trường xuất khẩu chính bảng 2.2

dưới đây có thể nhận thấy rằng các thị trường xuất khẩu có sự gia tăng hàng năm

khá đều, riêng thị trường Trung Quốc bị giảm mạnh vào năm 2003

Bảng 2.2: Kim ngạch xuất khẩu rau quả của Việt Nam sang các thị trường xuất

(nguồn: Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn)

Đối với các tỉnh phía nam, đặc biệt là Thành Phố Hồ Chí Minh:

Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở vị trí trung tâm của phía nam Việt Nam, đây không chỉ là trung tâm thương mại, kinh tế tài chính lớn nhất nước mà còn là trung tâm giao dịch quốc tế của cả nước Diện tích đất tự nhiên và dân số của thành phố là 209.370 ha và 5.063.871 người trong đó diện tích đất và dân số vùng nông thôn là 165.370 và 1.367.245 người Sản lượng hàng năm của cây lương thực là 220.000 – 250.000 tấn và sản lượng rau các loại là 200.000 – 250.000 tấn

Theo ước đoán của Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn, nhu cầu

về rau, đậu các loại của Thành Phố Hồ Chí Minh đến năm 2010 sẽ khoảng 650.000 tấn, trong khi đó sản lượng tối đa mà Thành Phố Hồ Chí Minh tự sản xuất chỉ khoảng 375.000 tấn, do đó sản lượng rau của thành phố là cung không đủ cầu, vì vậy phải cần một lượng lớn rau từ các tỉnh, thành phố và các địa phương khác chuyển đến để đáp ứng lượng thiếu hụt đó

Sản lượng rau cung cầu của thành phố được thể hiện trên đồ thị sau: (nguồn: Lương Văn Thành, Viện nghiên cứu tài nguyên nước Miền Nam)

Hình 2.1: Sản lượng rau cung cầu của Tp HCM

2.2 Chiến lược phát triển rau quả của Việt Nam và thế giới:

2.2.1 Chiến lược phát triển rau quả của thế giới:

Triển vọng thị trường rau quả thế giới tới năm 2010:

Thông thường, xuất khẩu các loại nông sản chế biến được coi là có lợi hơn cho quốc gia so với nông sản chưa qua chế biến vì nó làm tăng giá trị gia tăng của sản phẩm và lợi nhuận xuất khẩu Tuy nhiên, về phương diện này, thị trường

rau quả khác biệt so với nhiều loại nông sản khác

Rau: theo dự báo của Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ (USDA), do tác động của các yếu tố như sự thay đổi cơ cấu dân số, thị hiếu tiêu dùng và thu nhập dân cư… tiêu thụ nhiều loại rau sẽ tăng mạnh trong giai đoạn 2000 – 2010, đặc biệt là các loại rau ăn lá Theo USDA, nếu như nhu cầu tiêu thụ rau diếp và các loại rau xanh khác sẽ tăng khoảng 22 – 23% thì tiêu thụ khoai tây và các loại rau củ khác sẽ chỉ tăng khoảng 7 – 8% Giá rau tươi các loại sẽ tiếp tục tăng cùng với tốc độ tăng nhu cầu tiêu thụ nhưng giá rau chế biến sẽ chỉ tăng nhẹ, thậm chí giá khoai tây có thể sẽ giảm nhẹ so với giai đoạn 2000 – 2004

Nhu cầu nhập khẩu rau dự báo sẽ tăng khoảng 1,8%/năm Các nước phát triển như Pháp, Đức, Canada… vẫn là những nước nhập khẩu rau chủ yếu Các nước đang phát triển, đặc biệt là Trung Quốc, Thái Lan và các nước Nam Bán Cầu vẫn đóng vai trò chính cung cấp các loại rau tươi trái vụ

Quả nhiệt đới: Nhu cầu về quả nhiệt đới sẽ tăng trưởng nhanh trong giai đoạn dự báo với tốc độ tăng trưởng 8% Nhập khẩu toàn cầu sẽ đạt 4,3 triệu tấn năm 2010, trong đó 87% (3,8 triệu tấn) được nhập khẩu là nhu cầu nhập khẩu của các nước phát triển Hai khu vực EU và Hoa Kỳ chiếm 70% tổng nhập khẩu quả nhiệt đới toàn cầu EU vẫn là khu vực nhập khẩu quả nhiệt đới lớn nhất thế giới với Pháp là thị trường tiêu thụ chính và Hà Lan là thị trường trung chuyển lớn nhất Châu Âu Ngoài Hoa Kỳ và EU, Nhật Bản, Canada và Hồng Kông cũng là những thị trường nhập khẩu quả nhiệt đới lớn

Quả có múi: Sản xuất tăng nhanh trong khi nhu cầu tăng trưởng chậm đã gây sức ép lên giá cả các loại quả có múi tươi cũng như chế biến, làm giảm các diện tích trồng mới trong thời gian qua Vì vậy, tốc độ tăng sản lượng vẫn sẽ ở mức thấp trong thời gian tới Sao Paolo của Brazil và Florida của Mỹ vẫn là những khu vực cung cấp quả có múi lớn nhất thế giới

Chuối: Nhập khẩu chuối toàn cầu dự báo sẽ đạt 14,3 triệu tấn năm 2010, thấp hơn 4% so với tổng lượng xuất khẩu chuối do những hao hụt trong quá trình vận chuyển Nhập khẩu chuối vào các nước đang phát triển và đang chuyển đổi sẽ tăng mạnh hơn ở các nước phát triển, đưa tỷ trọng của các nước này trong tổng lượng nhập khẩu toàn cầu từ 25% hiện nay lên gần 50% vào năm 2010

Nhập khẩu chuối của các nước phát triển dự báo sẽ tăng 1 – 2%/năm trong những năm tới, trong đó Canada và Hoa Kỳ đóng góp tới 80% mức tăng trượng nhập khẩu này tuy EU vẫn là khu vực nhập khẩu chuối chủ yếu

2.2.2 Chiến lược phát triển rau quả của Việt Nam:

Theo Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn, dự kiến kim ngạch xuất khẩu ngành rau, quả sẽ đạt 600 triệu USD vào năm 2010, tăng gấp 3 lần kim ngạch xuất khẩu dự đoán trong năm nay (năm 2006 – dự đoán 330 triệu USD)

Các chuyên gia cho rằng, tiềm năng phát triển và xuất khẩu rau, quả của Việt Nam rất lớn, nếu thực hiện tốt các giải pháp đồng bộ, thiết thực thì mục tiêu đề ra không phải là quá xa vời

Các chuyên gia cũng đã đề xuất một số giải pháp, trong đó tập trung trồng rau ở các tỉnh thuộc đồng Bằng Bắc Bộ, Đà Lạt và các vành đai xung quanh các thành phố lớn, phát triển mạnh cây ăn quả ở các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long, Trung Du Bắc Bộ và một số vùng Bán Sơn Địa thuộc Miền Trung Và Đông Nam Bộ nhằm giải quyết một cách có hiệu quả vấn đề nguyên liệu (vốn là mối quan tâm hàng đầu của nhiều doanh nghiệp chế biến và kinh doanh rau, quả hiện nay)

Giải pháp này không tách rời khỏi việc đẩy mạnh nghiên cứu, lai tạo, chọn lọc và đưa nhanh các giống rau, quả cho năng suất, chất lượng cao vào sản xuất, gắn với quy trình trồng mang tính sinh thái để tạo ra các sản phẩm an toàn, tăng thêm tính cạnh tranh trong xu thế hội nhập

Với mục tiêu giảm tổn thất sau thu hoạch xuống dưới 15% vào năm 2010,

các chuyên gia kiến nghị tăng cường đầu tư, hiện đại hóa công nghệ bảo quản rau, quả tươi Nâng cấp, đổi mới công nghệ, thiết bị hiện đại phù hợp với vùng nguyên liệu và thị trường tiêu thụ

Nhiều ý kiến còn đề xuất tiến hành nhập mẫu một số nhà máy quy mô nhỏ và vừa với công nghệ và thiết bị hiện đại, trên cơ sở đó tổ chức thiết kế, chế tạo trong nước Tuy nhiên phải đặc biệt tránh tình trạng đầu tư ồ ạt hoặc thiếu đồng bộ giữa nhà máy và vùng nguyên liệu, nhằm góp phần đạt tổng công suất chế biến khoảng 650.000 tấn sản phẩm/năm

Theo ông tổng giám đốc Tổng Công Ty Rau Quả Việt Nam, Nguyễn Văn Thành, ông đặc biệt nhấn mạnh tới vai trò đáp ứng nhu cầu thông tin cho người sản xuất, các nhà xuất khẩu về thị trường cũng như quy định hiện hành về xuất, nhập khẩu rau quả, nhất là các quy định của những thị trường xuất khẩu tiềm năng

Bên cạnh đó, các cấp, cơ quan chức năng cần sớm thúc đẩy hợp tác, hoàn thiện các thỏa thuận liên quan đến nhập khẩu rau quả vào các thị trường lớn, đặc biệt là việc kiểm dịch thực vật, đàm phán về các chính sách thuế

Việc Trung Quốc và Thái Lan đã hợp tác và thực hiện mức thuế suất nhập khẩu là 0% đối với rau quả đang gây khó khăn rất lớn cho ngành rau quả nước ta, bởi hiện nay, thị trường Trung Quốc vẫn đang tiêu thụ tới 50 – 60% lượng rau quả xuất khẩu hàng năm của Việt Nam Thuế suất nhập khẩu rau quả vào thị trường này mà các doanh nghiệp Việt Nam đang phải gánh chịu vẫn ở mức từ 12-24,5%

Thêm vào đó, các cơ chế, chính sách liên quan đến vốn cho phát triển nguyên liệu, đầu tư chế biến, xây dựng các chợ đầu mối với điều kiện hợp lý về hạ tầng như đường giao thông, hệ thống kho bảo quản, phương tiện vận chuyển… cũng tạo động lực đáng kể trong việc đạt mục tiêu phát triển của ngành trong những năm tới

2.3 Đối tượng nghiên cứu và tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm:

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu:

Trong những năm gần đây, các loại rau quả được phát triển rộng rãi, được dùng phổ biến không những ở các nhà hàng, khách sạn, ở những bữa tiệc chiêu đãi, tiệc cưới hỏi… mà ngay cả trong các bữa ăn hàng ngày Ngoài ra các loại rau tươi như rau cải bao, ngô bao tử, súp lơ xanh, dưa chuột bao tử, cải thìa xanh, và một số loại rau ăn lá khác… là những loại rau có chất lượng cao với các tiêu chuẩn chất lượng về thành phần dinh dưỡng cũng như về giá trị đáp ứng nhu cầu rau sạch Do đó đây là các loại rau có nhiều triển vọng cung cấp trên thị trường tiêu thụ trong nước cũng như thị trường xuất khẩu ra nước ngoài

Trong giới hạn đề tài này, chúng tôi chọn rau cải thìa xanh làm đối tượng

nghiên cứu chính Sở dĩ chúng tôi chọn cải thìa vì đây là một loại rau trong thành phần có nhiều chất dinh dưỡng như: protein, β_Carotene, anbumin, chất béo, đường, sợi thô, vitamin C, acid nicotic và các loại khoáng chất như canxi, photpho, sắt…

Và đây là loại rau có nhiều công dụng như ích vị, lợi ruột, thông ruột, giải rượu, tiêu thức ăn, thanh nhiệt, ngưng ho có thể dùng chữa trị một số loại bệnh như cảm gió, ho lâu, loét đường tiêu hóa, bệnh tiểu đường, thận hư, liệt dương, giải độ rượu, lợi tiểu, bị sơn ăn, mụn nhọt lạnh…

Bên cạnh đó, rau cải thìa xanh được xem là đại diện cho họ rau cải và một số loại rau ăn lá khác Do vậy kết quả nghiên cứu cho rau cải thìa xanh có thể áp dụng cho các loại rau khác

Hình 2.2: Rau cải thìa xanh

2.3.2 Tiêu chuẩn đánh giá các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm:

2.3.2.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn cảm quan:

Tiêu chuẩn Việt Nam 3215 – 79 quy định phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng cách cho điểm, áp dụng để kiểm tra tất cả các chỉ tiêu riêng biệt của từng loại sản phẩm và hàng hoá Phương pháp cho điểm còn được áp dụng để xác định các mức chất lượng của mỗi chỉ tiêu khác của sản phẩm

Tùy thuộc vào từng loại sản phẩm và từng chỉ tiêu khác nhau mà xây dựng các thang điểm đánh giá khác nhau

Đối với rau tươi, tiêu chuẩn cảm quan được đánh giá theo bảng cho điểm dưới đây:

Bảng 2.4: Bảng thang điểm cảm quan sản phẩm rau tươi (rau cải thìa ) Tên chỉ tiêu Điểm số Yêu cầu đánh giá

5 Màu sắc tự nhiên, độ tươi nguyên bắt mắt, rất

đặc trưng của sản phẩm rau tươi

4 Màu sắc tự nhiên, độ tươi nguyên, đặc trưng Màu sắc

3 Hơi biến màu (hơi sậm màu), đạt độ tươi cho

phép

2 Màu sắc biến đổi so với ban đầu, sậm màu, xuất

hiện hiện tượng úa vàng lá

1 Lá úa vàng, không còn màu xanh của lá

0 Sản phẩm bị hỏng, màu sắc biến dạng

5 Hình dáng đẹp, thân cứng, lá tươi đồng đều

4 Hình dáng đẹp, đầu lá hơi quắn lại, thân cứng

không bị biến dạng

3 Lá hơi khô, thân hơi mềm, không bị biến dạng

nhiều

2 Thân hơi bị dập nước, xuất hiện dập nước trên lá

1 Thân dập nước, lá khô hoặc thân dập nước lá dập

Điểm trung bình chưa có trọng lượng của mỗi chỉ tiêu cảm quan là trung bình cộng các kết quả đánh giá chỉ tiêu của một hội đồng

Điểm có trọng lượng của một chỉ tiêu cảm quan là tích của điểm trung bình chưa có trọng lượng và hệ số quan trọng của chỉ tiêu đó (Hệ số quan trọng biểu hiện mức độ quan trọng của từng chỉ tiêu cảm quan riêng biệt và được quy định trong các chỉ tiêu đánh giá cảm quan của từng loại sản phẩm, hoặc các văn bản khác)

Điểm chung là tổng số điểm có trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu cảm quan

Hệ số quan trọng được chọn theo chỉ tiêu màu sắc, trạng thái lần lượt là 1,8:2,2

Sản phẩm đạt yêu cầu khi: tổng điểm đạt từ 11,2 điểm trở lên và có thể xác định theo bảng xếp hạng sau:

Bảng 2.5: Bảng xếp hạng chất lượng

TT Xếp hạng chất

18,2 – 20 15,2 – 18,1 11,2 – 15,1 7,2 – 11,2

0 – 7,2

2.3.2.2 Đánh giá chất lượng sản phẩm theo độ dinh dưỡng:

Rau xanh là nguồn dinh dưỡng không thể thay thế trong bữa ăn hàng ngày Trong rau xanh, hàm lượng nước chiếm tỷ lệ cao từ 70 – 95%, ngoài ra còn chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng khác

Phần xanh của lá chứa nhiều vitamin, protein, β_Carotene, và khoáng chất Theo nhận định ở lá rau có màu xanh thẫm chứa nhiều β_Carotene hơn ở lá rau xanh sáng

Các phân tử β_Carotene sẽ chuyển hóa thành vitamin A dưới tác dụng của men tiêu hóa Có tác dụng giúp cho vết thương mau lành, làm sáng mắt…

Protein là thành phần rất quan trọng vì nó gắn liền với sự sống, protein là thành phần cơ bản của tế bào, là nguyên liệu cần thiết để tổng hợp những thành phần cấu trúc của cơ thể Ngoài ra protein cón có vai trò sinh hóa quan trọng nhất là các enzym, giữ nhiệm vụ xúc tác các quá trình chuyển hóa của cơ thể sinh vật

Khoáng chất là những yếu tố cần thiết cho sức khỏe con người Khoáng chất cung cấp giúp điều chỉnh các rối loạn do thiếu yếu tố xúc tác các phản ứng chuyển hóa, từ đó điều chỉnh thể trạng của cơ thể, chức năng

Các loại vitamin khác như vitamin C, vitamin B… có trong rau xanh không nhiều so với trong các loại trái cây, các loại quả

Do đó trong phần đánh giá theo độ dinh dưỡng, chúng tôi phân tích theo các chỉ tiêu về các thành phần β_Carotene, protein, và khoáng tổng số

2.4 Một số phương pháp bảo quản rau quả tươi:

Bảo quản sản phẩm tươi là vấn đề khó khăn và đã được nghiên cứu rất nhiều, chế độ bảo quản sản phẩm được yêu cầu rất nghiêm ngặt, việc phân tích, lựa chọn đúng chế độ bảo quản như nhiệt độ, ẩm độ, tốc độ gió… ở các giá trị hợp lý sẽ làm tăng đáng kể thời gian bảo quản sản phẩm tươi mà không làm giảm giá trị chất lượng của sản phẩm Sau đây ta giới thiệu sơ lược về một số phương pháp bảo quản rau quả tươi:

2.4.1 Bảo quản ở điều kiện thường:

Điều kiện thường là điều kiện nhiệt độ và độ ẩm bình thường phụ thuộc vào sự biến động khí hậu và thời tiết, không có sự can thiệp tạo ra môi trường khống chế của con người

Ở Việt Nam nhiệt độ và độ ẩm trung bình được ghi nhận như sau:

Bảng 2.6 : Nhiệt độ và độ ẩm trung bình ở các vùng tại Việt Nam

Nhiệt độ và độ ẩm trung bình các mùa

Nhiệt độ và độ ẩm trung bình cả năm Vùng khí hậu

mùa ttb(oC) ϕtb(%) ttb(oC) ϕtb(%) Hè 27,1 84

Miền Bắc

Đông 19,5 83

23,3 83,5

Hè 28,1 85 Miền Trung

Đông 22,1 92

25,1 88,5

Hè 27,5 84 Miền Nam

Đông 26,5 79,5

27 82

Với điều kiện nhiệt độ và ẩm độ cao như vậy, rau quả sau thu hoạch sẽ rất mau hỏng và chóng chín Bởi vì ở điều kiện môi trường này các loại vi sinh vật, nấm mốc phát triển rất mạnh, và cũng là điều kiện môi trường thuận lợi cho sự hô hấp của rau quả, làm cho rau qủa sẽ chóng chín hơn, nhanh vàng lá hơn

Tuy nhiên trong thực tế, khi cần thiết chúng ta vẫn phải giữ nguyên rau quả ở điều kiện bình thường, không thuận lợi như vậy Đó là khi cần tập trung rau quả trước lúc phân phối đến người tiêu dùng hoặc trước khi chế biến công nghiệp

Một trong những yếu tố quan trọng giữ chất lượng của rau quả khi bảo quản ở nhiệt độ thường là thông gió Thông gió nhằm tạo ra môi trường khí quyển xung quanh nguyên liệu cũng thoáng như không gian tự do Ngoài ra rau quả cũng được che chắn khỏi tác động trực tiếp của ánh sáng để hạn chế nguyên nhân làm tăng cường độ hô hấp Để đảm bảo chế độ thông gió tự nhiên cũng như cưỡng bức, khối nguyên liệu cần được xếp sao cho có những kẽ hở để không khí có thể luồn qua

2.4.2 Bảo quản lạnh:

Đối với mặt hàng nông sản thực phẩm nói chung, mặt hàng rau quả nói riêng, việc làm lạnh và bảo quản lạnh sẽ giúp sản phẩm giữ được độ tươi sống trong thời gian từ vài ngày đến vài tháng

Bảo quản lạnh là bảo quản rau quả tươi ở môi trường có nhiệt độ thấp, gần nhiệt độ đóng băng của các dịch bào trong nguyên liệu Nhiệt độ môi trường bảo quản càng thấp thì càng có tác dụng ức chế cường độ của các quá trình sinh lý –

sinh hoá xảy ra trong rau quả cũng như trong vi sinh vật Điều đó đảm bảo kéo dài thời hạn bảo quản rau quả tươi

Phương pháp bảo quản lạnh được sử dụng rất phổ biến trên thế giới hiện nay, Vì đây là phương pháp chắc chắn nhất, ít ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nhất và thời hạn bảo quản cũng dài nhất

Kho bảo quản lạnh có thể có nhiều phòng như: phòng lạnh, phòng xử lý bốc xếp nguyên liệu, hành lang hoặc phòng làm lạnh sơ bộ, phòng máy Trong đó các phòng bảo quản lạnh là quan trọng, được thiết kế đặc biệt riêng cho từng đối tượng bảo quản Phần bao che tường, trần, sàn của kho được tính toán và sử dụng các vật liệu cách nhiệt nhằm hạn chế mất mát nhiệt lượng đến mức thấp nhất

Trước khi bảo quản lạnh, rau quả cần được làm lạnh từ từ ngay trong buồng bảo quản hoặc trong hầm làm lạnh Tốc độ hạ nhiệt độ cần phải phù hợp với từng loại rau quả Thông thường để làm lạnh nguyên liệu từ 25oC đến 2oC phải tiến hành trong khoảng 8h đến 20h Sau khi rau quả đã được làm lạnh tới nhiệt độ cần thiết thì xếp vào kho bảo quản dài ngày Trước khi lấy rau quả ra khỏi phòng lạnh cũng thực hiện nâng nhiệt từ từ Đây là một trong những khâu công nghệ cần được chú ý, vì nếu không thực hiện được đúng yêu cầu kỹ thuật thì sẽ ảnh hưởng xấu đến thời hạn bảo quản và chất lượng sản phẩm

2.4.3 Bảo quản CA (Controled Atmosphere):

Đây là phương pháp bảo quản rau quả tươi trong môi trường có thành phần không khí như O2, CO2 được kiểm soát, khác với khí quyển bình thường Từ đó được gọi là phương pháp bảo quản trong khí quyển có kiểm soát – CA (Controled Atmosphere)

Thành phần các khí O2 và CO2 có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý, sinh hoá của rau quả do đó sẽ ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của chúng

Trong khí quyển bình thường có chứa 21%O2, 0,03%CO2, còn lại gần 79%N2 và các khí khác (argon…) Vì vậy khi bảo quản ở điều kiện thường với hàm lượng O2 và CO2 như ở trên thì chắc chắn cường độ hiếu khí sẽ rất cao, đến mức rau quả sẽ chín chỉ vài ngày sau thu hái

Người ta đã thử bảo quản rau quả tươi trong điều kiện hạ thấp nồng độ O2 xuống dưới 21% và tăng hàm lượng CO2, kết quả cho thấy thời hạn bảo quản tăng lên Đó là do sự kết hợp của hai loại khí trên cùng với điều kiện nhiệt độ

Ảnh hưởng của O2 và CO2 lên các quá trình sinh lý của rau quả:

Ảnh hưởng của O2: Khí O2 tác dụng hoá học với các thành phần có trong nguyên liệu và đóng vai trò quan trọng nhất đối với quá trình hô hấp Ảnh hưởng của nồng độ O2 đến thời hạn bảo quản là rất rõ rệt, khi giảm nồng độ O2 xuống dưới 21% cường độ hô hấp cũng giảm dần, nhưng khi giảm đến mức nào đó sẽ xảy ra quá trình hô hấp yếm khí Đối với phần lớn các loại rau quả khi nồng độ

O2 giảm dưới 2 – 3% thì hô hấp yếm khí bắt đầu xảy ra Hàm lượng O2 giảm quá mức cũng có thể làm cho hàm lượng vitamin giảm Các loại nấm bệnh phát triển chậm khi giảm lượng O2 đến 3% và không có CO2

Ảnh hưởng của CO2: Khí CO2 trong môi trường bảo quản ảnh hưởng đến sự trao đổi chất Khi nồng độ CO2 cao, độ chua của rau quả tăng, điều đó được giải thích rằng, ở trong bóng tối CO2 được hấp thụ và cố định trong tổ chức tế bào rau quả, từ đó tạo thành axit hữu cơ

Nồng độ CO2 cao còn là nguyên nhân tạo vết chấm bầm hoặc tăng độ bột trên một số giống táo, gây hư hỏng, sinh vị lạ cho một số loại rau như suplơ, xàlách, đậu

Đối với nấm bệnh, khí CO2 có nồng độ trên 20% có thể hạn chế sự phát triển của các loại nấm, sự ức chế đó càng tăng khi nhiệt độ bảo quản càng thấp Mỗi loại nấm bệnh sẽ bị ức chế ở nồng độ CO2 khác nhau, có loại bị ức chế ở

2,5% CO2, nhưng cũng có loại như Trichoterium, Rhizopus, Botrytis chỉ bị ức chế

ở nồng độ 10% Nấm Penicillium Glaucum và Fuzarium còn có thể phát triển được cả ở nồng độ CO2 đạt 60%

Sau khi nghiên cứu ảnh hưởng của khí O2, CO2 và nhiệt độ đến các quá trình sinh lý, sinh hoá của rau quả và vi sinh vật, các tác giả đã đi đến kết luận sau:

Nhiệt độ thấp, nồng độ O2 thấp, với sự có mặt của CO2 có thể hạn chế quá trình sinh hoá của rau quả Đó là tác dụng tổng hợp có bù trừ

Nồng độ O2 càng thấp thì càng ức chế quá trình chín, hạn chế vàng lá rau, hạn chế hiện tượng bầm thối trong một số loại quả, nhưng với điều kiện nồng độ đó không thấp quá giới hạn có thể xuất hiện hô hấp yếm khí

Sử dụng nồng độ CO2 thấp vừa phải có thể ức chế sự phát triển của các loại nấm bệnh và quá trình chín, tránh xuất hiện bệnh lý Nồng độ CO2 quá cao sẽ gây độc hại đồng thời tạo ra vị lạ cho sản phẩm

Nói chung phương pháp bảo quản trong môi trường có kiểm soát thành phần khí quyển (CA) cho hiệu quả tốt, thời hạn bảo quản dài (6 – 9 tháng với táo) Trong thời gian bảo quản, chất lượng rau quả hầu như không đổi Nhưng nhược điểm lớn là: phức tạp, đòi hỏi sự chú ý đặc biệt trong đầu tư xây dựng cũng như trong vận hành kho bảo quản Tính ổn định của chế độ bảo quản không cao, phụ thuộc không những vào giống, loại mà còn vào thời vụ, điều kiện và địa bàn phát triển của nguyên liệu rau quả Do có nhiều phức tạp nên phương pháp bảo quản CA chưa được ứng dụng rộng rãi trong thực tế

2.4.4 Bảo quản rau quả tươi trong môi trường khí quyển cải biên (MA) (Modified atmosphere):

Đây là phương pháp bảo quản mà rau quả được đựng trong túi màng mỏng polietylen có tính thẩm thấu chọn lọc, mỗi túi nặng từ 1 đến 3kg, hoặc đựng trong

sọt 25kg đến 30kg có lót màng polietylen Thậm chí, rau quả còn được đựng

trong container sức chứa 300kg đến 1000kg, được lót bằng vật liệu tổng hợp có

tính thẩm thấu chọn lọc đối với các loại khí

Tính thẩm thấu chọn lọc của các loại màng rất khác nhau, phụ thuộc vào

loại, độ dầy của vật liệu

Bảng 2.7: Khả năng thẩm thấu của một số loại màng mỏng

Độ thẩm thấu Loại màng

Độ thấm hơi nước, g/m224h ở

21oC, 85%

Độ thấm*

không khí, ml/m224h

ở 21oC

Độ thấm*

O2, ml/m224h

ở 21oC

Độ thấm*

CO2, ml/m224h

ở 21oC

Độ thấm mùi**

* So với màng có độ dày 0,04mm

** 0- không thấm; 1- có vết; 2- thấm không nhiều; 3- thấm nhiều; 4- thấm

nhiều hơn; 5- thấm rất nhiều

2.4.5 Bảo quản bằng hoá chất:

Trong thực tế hiện nay, bảo quản và chế biến thực phẩm nói chung, bảo quản rau quả tươi nói riêng người ta vẫn thường sử dụng một số loại hoá chất ở những liều lượng khác nhau nhằm kéo dài thời hạn bảo quản thực phẩm Đối với rau quả tươi, một số loại hoá chất có khả năng ức chế sinh trưởng, làm chậm quá trình phát triển sinh lý, cụ thể là quá trình nảy mầm của rau quả Loại hoá chất khác lại có khả năng thẩm thấu sâu vào màng tế bào của vi sinh vật, tác dụng với protein của chất nguyên sinh, làm tê liệt hoạt động sống của tế bào, và do đó vi sinh vật ngừng hoạt động Để kéo dài thời hạn bảo quản rau quả tươi chủ yếu là dựa vào khả năng tiêu diệt vi sinh vật của các loại hoá chất

Khi sử dụng hoá chất phù hợp, rau quả có thể bảo quản được dài ngày ngay cả ở nhiệt độ bình thường Tuy nhiên nếu kết hợp xử lý hoá chất với bảo quản lạnh thì hiệu quả tăng lên nhiều

Nhược điểm của việc sử dụng hoá chất như là chất bảo quản là ở chỗ hoá chất có thể làm biến đổi phần nào chất lượng của rau quả, tạo mùi vị không tốt Quan trọng hơn, có thể gây hại cho sức khoẻ con người, tác hại của hoá chất đối với sức khoẻ có thể xảy ra tức khắc hoặc lâu dài, có thể gây ngộ độc ngay sau khi

cơ thể nhận một lượng hoá chất vượt quá mức chịu đựng của con người Tác hại lâu dài là khi cơ thể tích luỹ dần dần một chất nào đó có khả năng trở thành nhân tố gây ra một số bệnh nguy hiểm Do đó cần phải xem xét kỹ càng, thận trọng khi quyết định dùng hoá chất để xử lý bảo quản rau quả tươi

Hoá chất được sử dụng để bảo quản thực phẩm nói chung, rau quả tươi nói riêng cần đáp ứng những yêu cầu sau đây: diệt được vi sinh vật ở liều lượng thấp dưới mức nguy hiểm cho con người, không tác dụng tới các thành phần trong thực phẩm để dẫn tới biến đổi màu sắc, mùi vị làm giảm chất lượng sản phẩm 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

2.4.6 Bảo quản bằng tia bức xạ:

Nguyên lý của phương pháp bảo quản bằng tia bức xạ (chiếu xạ) là: khi chiếu bức xạ vào sản phẩm thì một mặt vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt, mặt khác đối với rau quả tươi, quá trình sinh lý, sinh hoá có thể bị ức chế, nhờ vậy kéo dài được thời hạn bảo quản

Các loại tia bức xạ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm gồm:

Tia âm cực và tia β Đây là dòng điện tử có tốc độ lớn, gần bằng tốc độ ánh sáng Năng lượng của chúng được đo bằng Electro – Volt (eV), đó là năng lượng thu được khi điện tử đi qua thế hiệu 1 vol, trong bảo quản thực phẩm thường phải sử dụng tới hàng Mega electrovolt – MeV (1MeV = 106 eV)

Tia âm cực và tia β có độ xuyên thấu kém hơn tia γ và tia X, nhưng thời gian tiêu diệt vi sinh vật thì ngắn hơn (chỉ cần vài giây đến vài chục giây trong khi các tia khác phải cần đến vài chục phút)

Tia rơnghen (X) và tia γ : hai tia này thực chất là sóng điện từ ngắn thu được khi bắn phá điện tử Bước sóng dài hay ngắn phụ thuộc vào năng lượng bắn phá điện tử Tia X có độ xuyên thấu cao, dễ sử dụng nhưng hệ số có ích thấp, từ 0,1 đến 10%, thời gian diệt vi sinh vật dài, từ 10 đến 30 phút

Tia rơnghen (X) và tia γ khác nhau ở chỗ: tia X thu được bằng phương pháp nhân tạo khi cho điện tử bắn phá vào một vật đối âm cực Còn tia γ thu được do sự phân giải các chất đồng vị phóng xạ Do yêu cầu cần phải ưu việt, tiện lợi về mọi mặt như: có độ xuyên thấu cao, có nguồn thu nhận dễ dàng, ổn định, rẻ… nên hiện nay tia γ đang được sử dụng nhiều nhất Tia này được phát ra từ sự phân giải của Co60 hoặc Cs137 Co60 được thu nhận bằng cách chiếu tia

notron vào nguyên tố Coban tự nhiên – Co59 – có trạng thái ổn định để trở thành

Co60 có hoạt tính phóng xạ Co60 được sản xuất thành dạng thanh với kích thước khác nhau được bọc bằng thép hoặc chì Từ Co60 phát ra tia γ cho năng lượng đến 1,3 MeV và chu kỳ bán phân giải là 5,3 năm

2.5 Một số quá trình biến đổi xảy ra khi bảo quản rau quả tươi:

Trong quá trình bảo quản rau có xảy ra những biến đổi về vật lý, sinh lý và sinh hoá Các biến đổi này liên quan chặt chẽ với nhau và phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của rau tươi: giống, loại, điều kiện gieo trồng, chăm sóc, độ già chín khi thu hái, vận chuyển và những yếu tố kỹ thuật trong quá trình bảo quản Những biến đổi của rau sau thu hoạch là tiếp tục các biến đổi trong quá trình phát triển của chúng nhưng có đặc điểm khác ở chỗ: một mặt là sự phân huỷ và tiêu hao vật chất để tăng năng lượng, để duy trì sự sống; mặt khác lại là sự tổng hợp các chất

2.5.1 Quá trình biến đổi về vật lý:

a Sự bay hơi nước:

Sự bay hơi nước tuỳ thuộc vào độ háo nước của hệ keo trong tế bào, trạng thái của mô bao che, đặc điểm và mức độ dập cơ học, độ ẩm, nhiệt độ của môi trường xung quanh, tốc độ chuyển động của không khí, cách bao gói, thời hạn và phương pháp bảo quản… trong đó độ ẩm của môi trường là quan trọng nhất

Lượng nước mất đi trong quá trình bảo quản rau còn tuỳ thuộc vào từng loại rau, độ già chín thu hái: độ ẩm giảm, nhiệt độ tăng đều làm tăng cường sự mất nước Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng lượng nước mất nhiều hay ít phụ thuộc vào việc bao gói chứ không phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản

Tốc độ bay hơi nước trong quá trình bảo quản khác nhau: giai đoạn đầu (ngay sau khi thu hái) mất nước mạnh, giai đoạn giữa giảm đi và giai đoạn cuối khi rau bắt đầu hư hỏng lại tăng lên

Sự mất nước không chỉ làm giảm khối lượng tự nhiên mà còn làm ảnh hưởng đến vẻ bề ngoài của sản phẩm, đến trạng thái và giá trị dinh dưỡng của rau

b Sự giảm khối lượng tự nhiên:

Sự giảm khối lượng của rau do bay hơi nước (75% - 85%) và tiêu tốn các chất hữu cơ trong khi hô hấp (15 – 25%) gọi là sự giảm khối lượng tự nhiên

Trong bất kỳ điều kiện tồn trữ nào cũng không tránh khỏi việc làm giảm khối lượng tự nhiên Tuy nhiên, khi tạo được điều kiện bảo quản tối ưu thì có thể giảm tới mức tối thiểu sự hao hụt trong lượng

Khối lượng rau giảm đi trong thời gian bảo quản phụ thuộc vào nhiều yếu tố: giống, loại, vùng khí hậu, cách thức chăm sóc, phương pháp và điều kiện bảo quản, mức độ nguyên vẹn cũng như là độ chín thu hái

Với các điều kiện bảo quản như nhiệt độ, độ ẩm, bao bì, phương pháp bao gói thì bao bì là yếu tố quan trọng nhất đối với sự giảm khối lượng tự nhiên

c Sự sinh nhiệt:

Tất cả lượng nhiệt sinh ra trong quá trình bảo quản rau là do hô hấp, 2/3 lượng nhiệt thải sinh ra môi trường xung quanh, còn 1/3 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 hoá học “vạn năng”

Sự sinh nhiệt là một yếu tố bất lợi trong quá trình bảo quản Ngay ở nhiệt độ bảo quản tối ưu, gần 0oC, nhiệt độ khối rau vẫn có thể tăng lên 1 đến 2oC trong 1 ngày đêm Sự sinh nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ càng cao sự sinh nhiệt càng cao

Nhiệt độ tăng, kích thích rau hô hấp mạnh, hoạt động sinh lý tăng lên, độ ẩm tăng Đó là điều kiện thích hợp cho vi sinh vật phát triển và làm rau hỏng một cách nhanh chóng

Vì vậy trong điều kiện bảo quản rau tươi phải khống chế điều kiện bảo quản tối ưu để sự sinh nhiệt là ít nhất

2.5.2 Quá trình biến đổi về sinh lý, sinh hóa:

a Hô hấp:

Hô hấp là quá trình sinh lý được duy trì từ đầu đến cuối quá trình công nghệ sau thu hoạch Trong quá trình đó, các chất hữu cơ dự trữ được phân giải chuyển hóa đến CO2, rượu, nước và giải phóng năng lượng

Cường độ hô hấp phụ thuộc vào giống loại rau, độ già chín, mức độ nguyên vẹn, điều kiện bảo quản, ánh sáng, thông gió và thời gian bảo quản

Có hai loại hô hấp: yếm khí và hiếu khí Hô hấp yếm khí được coi là hiện tượng bệnh lý đặc trưng cho rau tươi

Hô hấp làm tăng cường hoạt động sinh lý của rau, giảm chất lượng và trọng lượng rau tươi Cần có các điều kiện tối ưu khi bảo quản như: bảo quản lạnh, bao gói thích hợp, điều chỉnh thành phần không khí… để giảm cường độ hô hấp của rau

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng nhiều đến cường độ hô hấp của rau, nhiệt độ càng cao cường độ hô hấp càng mạnh

Thành phần khí (khí oxy, cacbonic) trong khí quyển bảo quản có ảnh hưởng đến quá trình hô hấp Tỷ lệ CO2/O2 của không khí bảo quản có tác dụng rất quyết định đến quá trình hô hấp, giảm tỷ lệ O2 tăng thành phần CO2, tăng hàm lượng nitơ ở mức thích hợp có tác dụng giảm hô hấp

Nếu lượng O2 giảm xuống dưới 3,5% thì cường độ hô hấp giảm xuống Vấn đề ở đây là tìm các nồng độ thành phần khí thích hợp để rau có cường độ hô hấp thấp nhưng không xảy ra hô hấp yếm khí

b Sự tạo thành Ethylene:

Ethylene là một hormone của sự chín, làm cho rau bị già đi và làm cho lượng chất xơ trong rau tăng lên rõ rệt Sự tạo thành ethylene làm tăng hoạt động sinh lý, hô hấp, sự xâm nhập của vi sinh vật, bệnh hại rau và làm tăng nhiệt độ bảo quản

Trong không khí bình thường có chứa khoảng 0,01 microlit ethylene/lít không khí

Ethylene làm giảm tuổi thọ của rau bảo quản ngay cả khi ở nhiệt độ an toàn nhất Với rau, sự tạo thành ethylene làm úa vàng, mất hoàn toàn giá trị thương phẩm của rau Với nồng độ 5ppm, ethylene đã đủ làm mất màu xanh của rau sau một số ngày bảo quản Quá trình sản sinh ethylene bị giảm đi khi chúng được cất giữ trong điều kiện nhiệt độ thấp bởi vì ở nhiệt độ thấp sự hoạt động sinh lý bị giảm đi, các enzyme tham gia vào quá trình tổng hợp bị ức chế

Thành phần khí oxy, cacbonic trong khí quyển bảo quản có tác dụng tới sự tạo thành ethylene Sự giảm oxy nhỏ hơn 8% và cacbonic lớn hơn 2% là điều kiện môi trường tốt nhất để sự tổng hợp ethylene ít nhất

Độ già chín khi thu hái có ảnh hưởng tới sự tạo thành ethylene, ở mức độ chín quá thì khả năng tạo ethylene nhiều và khả năng bảo quản giảm

c Sự thay đổi thành phần hoá học:

Trong bảo quản rau tươi gluxit là thành phần thay đổi lớn nhất Hàm lượng tinh bột giảm do quá trình đường hoá dưới tác dụng của enzyme Tổng lượng đường khi đó tăng lên đến cực đại (quá trình chín) rồi lại giảm xuống Chất pectin khi bảo quản có nhiều ở các thành phần tế bào rau bị phân huỷ đến acid pectic và

metanol làm cho rau bị nhũn do cấu trúc bị phá huỷ Hàm lượng vitamin C giảm nhanh trong quá trình bảo quản do các quá trình khử trong các mô bị phá huỷ và không khí xâm nhập Trong quá trình bảo quản, sự mất chlorophyl là điều kiện không mong muốn đối với rau vì nó làm mất màu xanh, gây ra hiện tượng vàng úa

2.6 Tổng quan về kho bảo quản lạnh:

2.6.1 Khái quát về tầm quan trọng của bảo quản lạnh:

Từ xa xưa vấn đề dự trữ lương thực, thực phẩm trong thời gian dài là một vấn đề hết sức quan trọng đã thúc đẩy con người phải làm thế nào để bảo quản được chúng, họ đã biết bảo quản lương thực thực phẩm trong những hang động có mạch nước ngầm nhiệt độ thấp chảy qua, hoặc là đặt các sản phẩm cần dự trữ trong các lớp băng tuyết Vấn đề về trữ lạnh thời bấy giờ phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện tự nhiên, nhưng cũng đã khắc họa được vấn đề trữ lạnh là một vấn đề, một nhu cầu thiết yếu của con người

Ngày nay, cùng với sự phát triển của ngành kỹ thuật lạnh, vấn đề trữ lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ nhờ sự trợ giúp của các thiết bị máy móc hiện đại mà sản phẩm được bảo quản, dự trữ trong một thời gian dài mà không bị hỏng, ôi thiu, giảm chất lượng Các kho bảo quản lạnh hiện tại không chỉ là kho 1 tấn, vài chục tấn mà là các kho trữ rất lớn từ hàng trăm tấn đến hàng ngàn tấn, có thể trữ cùng lúc một lượng lớn hàng hóa Nhờ có sự phát triển của các loại kho lạnh mà kéo theo sự phát triển của nhiều ngành nghề khác như : các ngành thuỷ sản, nông sản thực phẩm, các ngành nông nghiệp, công nghiệp với các ứng dụng cụ thể tùy theo từng lĩnh vực như sau :

Ứng dụng trong nông nghiệp: các loại kho lạnh được sử dụng trong việc hổ trợ quá trình lai tạo giống, tạo điều kiện kích thích sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, hay trong việc bảo quản tinh đông của động vật

Ứng dụng trong ngành công nghiệp hoá chất: các phản ứng hoá học xảy ra có phụ thuộc vào nhiệt độ cho nên ta có thể chủ động điều khiển tốc độ của phản ứng, hay ứng dụng để hoá lỏng các chất khí, tách khí để thu các khí tinh khiết dùng cho các ngành nghề khác…

Ứng dụng trong y học: các cơ quan bộ phận được hiến tặng của những người đã chết phải được bảo quản cho đến khi sử dụng, hoặc bảo quản tinh ở các ngân hàng tinh phục vụ cho những người vô sinh hiếm muộn con…

Ứng dụng trong ngành thủy sản : bảo quản thuỷ sản tươi lâu, không bị hư hỏng, giảm chất lượng sản phẩm để vận chuyển đến nơi tiêu thụ không những phục vụ nhu cầu trong nước mà còn bảo quản để xuất khẩu sang các nước khác trên thế giới

Ứng dụng trong ngành chế biến bảo quản nông sản thực phẩm, sản phẩm sau thu hoạch : bảo quản các loại rau củ, hoa quả các loại… trong thời gian dự trữ, vận chuyển đến nơi tiêu thụ, và được sử dụng trong nhiều ngành nghề khác

Nhìn chung vấn đề trữ lạnh là một vấn đề hết sức quan trọng mà hầu như rất nhiều các ngành nghề phụ thuộc vào nó Muốn bảo quản sản phẩm trong thời gian dài phải duy trì điều kiện bảo quản sản phẩm ở một giá trị nhiệt độ và độ ẩm thích hợp tùy thuộc vào chế độ bảo quản của từng loại sản phẩm cụ thể để không

bị giảm chất lượng, giảm giá trị hàng hoá của sản phẩm Đặc biệt trong các loại ngành nghề, có thể nói phụ thuộc nhiều nhất là đối với ngành thủy hải sản, nông sản thực phẩm Cấp trữ đông, trữ lạnh hiện nay là không thể thiếu đối với các ngành thuỷ hải sản, đông lạnh hàng thuỷ sản, bảo quản rau quả tươi…

2.6.2 Một số phương án làm lạnh trong kho lạnh:

2.6.2.1 Phương án làm lạnh gián tiếp: Trong hệ thống này, thiết bị bay hơi

sẽ làm lạnh chất tải lạnh (nước muối NaCl hoặc CaCl2), sau đó chất tải lạnh này

qua hệ thống bơm để đưa vào các dàn lạnh đặt trong kho lạnh

BÌNH BAY HƠI Van tiết lưu

KHO LẠNH

DÀN LẠNH THÁP GIẢI NHIỆT

Máy nén BÌNH NGƯNG

Hình 16: Sơ đồ làm lạnh gián tiếp

Ưu điểm :

- Không dẫn trực tiếp tác nhân vào trong kho lạnh, loại trừ khả năng

rò rỉ môi chất lạnh trong kho lạnh

- Trong hệ thống chứa ít môi chất lạnh so với các hệ thống lạnh trực

tiếp

- Giảm mức độ nguy hiểm khi xảy ra sự cố

- Có thể đạt được nhiều giá trị nhiệt làm lạnh khác nhau mặc dù với

cùng một nhiệt độ bay hơi to của hệ thống