Nghiên cứu ảnh hưởng của aminoethoxyvinylglycine (avg) kết hợp 1 methylcyclopropene (1 mcp) đến quá trình sinh tổng hợp ethylene nhằm kéo dài thời hạn bảo quản quả bơ booth7 sau thu hoạch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM VÕ MINH QUANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA AMINOETHOXYVINYLGLYCINE AVG KẾT HỢP 1-METHYLCYCLOPROPENE 1-MCP ĐẾN QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP ETHYLENE NHẰM KÉO DÀI THỜI HẠN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

VÕ MINH QUANG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA AMINOETHOXYVINYLGLYCINE (AVG) KẾT HỢP 1-METHYLCYCLOPROPENE (1-MCP) ĐẾN QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP ETHYLENE NHẰM KÉO DÀI THỜI HẠN

BẢO QUẢN QUẢ BƠ BOOTH7 SAU THU HOẠCH

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

HUẾ - NĂM 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

VÕ MINH QUANG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA AMINOETHOXYVINYLGLYCINE (AVG) KẾT HỢP 1-METHYLCYCLOPROPENE (1-MCP) ĐẾN QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP ETHYLENE NHẰM KÉO DÀI THỜI HẠN

BẢO QUẢN QUẢ BƠ BOOTH7 SAU THU HOẠCH

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực từ kết quả nghiên cứu, được đồng nghiệp cho phép sử dụng và chưa được ai công

bố trong bất cứ một công trình nào khác Các thông tin trích dẫn đều được ghi rõ địa chỉ, nguồn gốc

Người cam đoan

Võ Minh Quang

LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình học tập nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi luôn nhận được

sự ủng hộ, giúp đỡ của các quý thầy cô cùng bạn bè, đồng nghiệp và gia đình Trước tiên tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc và kính trọng đến thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Toản đã tận tình giảng dạy, định hướng và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế; cùng tập thể quý thầy, cô giáo Phòng Đào tạo, Khoa Cơ khí - Công nghệ Trường Đại học Nông lâm Huế đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ tôi

trong suốt thời gian học tập và làm luận văn Cảm ơn Công ty CP Nông nghiệp Hữu

cơ An Phú và Công ty TNHH Trịnh Mười tại Đắk Lắk đã tạo điều kiện, giúp đỡ để

tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này

Cuối cùng tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình, đồng nghiệp và bạn

bè, những người đã luôn ở bên tôi để động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện, ủng hộ tôi trong suốt thời gian học tập, giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn trong thời gian vừa qua

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Huế, tháng 06 năm 2019 Học viên thực hiện

Võ Minh Quang

TÓM TẮT

Bơ Booth7 là loại quả phổ biến đối với người tiêu dùng Việt Nam và các nước trên thế giới, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho cơ thể con người và có giá trị kinh tế cao Tuy nhiên, quả bơ Booth7 có thời gian bảo quản sau thu hoạch thời gian ngắn, gây khó khăn trong công tác vận chuyển, phân phối, tiêu thụ trong nước và thế giới Vì vậy, việc nghiên cứu kéo dài quá trình chín sau thu hoạch của quả bơ Booth7 có tính thực tiễn và ý nghĩa khoa học cao, giúp nâng cao giá trị kinh tế, duy trì ổn định được chất lượng dinh dưỡng của quả bơ Booth7

Hiện nay, phương pháp chủ yếu để kéo dài thời gian bảo quản quả bơ Booth7 là

sử dụng các loại bao bì, dụng cụ phổ biến hoặc nhiệt độ thấp và chưa có nhiều nghiên cứu kết hợp của nhiều yếu tố trong việc bảo quản quả bơ Booth7 Chính vì vậy, việc

thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của aminoethoxyvinylglycine (AVG) kết hợp 1-methylcyclopropene (1-MCP) đến quá trình sinh tổng hợp ethylene nhằm kéo dài thời hạn bảo quản quả bơ Booth7 sau thu hoạch” vừa mang tính chất cấp

thiết vừa có ý nghĩa khoa học vừa có tính thực tiễn

Từ kết quả nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đã xác định một số thành phần cơ bản của quả bơ Booth7 trước khi đưa vào bảo quản; xác định được nồng độ AVG thích hợp

để xử lý bơ Booth7 cận thu hoạch nhằm ức chế quá trình chín của quả bơ và giảm tỷ lệ

hư hỏng là 400 ppm; nồng độ xử lý 1-MCP sau thu hoạch khi kết hợp với AVG cận thu hoạch giúp ức chế quá trình sản sinh ethylene, kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng của quả bơ Booth7 xác định được là 510 ppb; đã đề xuất được quy trình công nghệ bảo quản tươi quả bơ Booth7 có chế độ công nghệ thích hợp nhất (xử lý AVG 400 ppm cận thu hoạch và 1-MCP 510 ppb sau thu hoạch ở t = 8oC, φ= 85 - 90%), kéo dài 33 ngày bảo quản so với mẫu không xử lý là 18 ngày

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CÁM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH x

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích và yêu cầu đề tài 2

2.1 Mục đích 2

2.2 Yêu cầu 2

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Giới thiệu về quả bơ Booth7 4

1.1.1 Nguồn gốc, phân bố 4

1.1.2 Đặc điểm, điều kiện sinh thái của bơ Booth7 4

1.2 Thành phần dinh dưỡng, lợi ích và một số sản phẩm chế biến từ quả bơ 6

1.2.1 Thành phần dinh dưỡng 6

1.2.2 Các sản phẩm chế biến từ quả bơ 7

1.3 Tình hình trồng và tiêu thụ quả bơ trên thế giới và ở Việt Nam 8

1.3.1 Tình hình trồng trên thế giới và ở Việt Nam 8

1.3.2 Tình hình tiêu thụ quả bơ trên thế giới và ở Việt Nam 9

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản bơ sau thu hoạch 10

1.4.1 Độ chín thu hoạch 10

1.4.2 Nhiệt độ 11

1.4.3 Độ ẩm tương đối của không khí 11

1.4.4 Thành phần khí quyển 12

1.4.5 Vi sinh vật gây bệnh 12

1.5 Các phương pháp bảo quản quả bơ sau thu hoạch 13

1.5.1 Xử lý nước nóng 13

1.5.2 Phương pháp bảo quản lạnh 14

1.5.3 Phương pháp bảo quản cải biến (MAP), điều chỉnh khí quyển (CA) 14

1.5.4 Phương pháp bảo quản bằng chất kháng ethylene 15

1.6 Quá trình sinh tổng hợp ethylene của rau quả 15

1.6.1 Vài nét về ethylene 15

1.6.2 Cơ chế sinh tổng hợp ethylene ở giai đoạn sau thu hoạch của rau quả 16

1.7 Chất kháng ethylene aminoethoxyvinylglycine (AVG) 18

1.7.1 Vài nét về AVG 18

1.7.2 Cơ chế tác dụng của AVG 18

1.8 Chất kháng ethylene 1-methylcyclopropene (1-MCP) 20

1.8.1 Vài nét về 1-MCP 20

1.8.2 Cơ chế tác động của 1-methylcyclopropene 20

1.9 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý chất kháng ethylene AVG và 1-MCP trên thế giới và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài 22

1.9.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý AVG nhằm điều tiết sự tổng hợp ethylene trên thế giới và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài 22

1.9.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý 1-MCP nhằm điều tiết sự tổng hợp ethylene trên thế giới và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài 24

1.9.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý kết hợp AVG và 1-MCP trên thế giới và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài 25

1.10 Nhận xét chung 26

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 27

2.1.1 Nguyên liệu 27

2.1.2 Thiết bị và hóa chất 27

2.1.3 Phạm vi nghiên cứu 28

2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 28

2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ xử lý chất kháng ethylene AVG giai đoạn cận thu hoạch nhằm kéo dài thời gian bảo quản và giảm tỷ lệ hư hỏng quả bơ Booth7 28

2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP sau thu hoạch kết hợp AVG cận thu hoạch đến quả bơ Booth7 nhằm kìm hãm quá trình sinh tổng hợp ethylene, kéo dài thời hạn bảo quản, giảm tỷ lệ hư hỏng và duy trì chất lượng quả 29

2.2.3 Đánh giá cảm quan chất lượng bơ sau thời gian bảo quản bằng phương pháp xử lý kết hợp AVG và 1-MCP 29

2.2.4 Đề xuất quy trình công nghệ bảo quản quả bơ sau thu hoạch bằng xử lý AVG kết hợp 1-MCP 29

2.3 Phương pháp nghiên cứu 29

2.3.1 Phương pháp lấy mẫu 29

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 30

2.3.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu 31

2.3.4 Phương pháp xử lý thống kê 34

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ xử lý AVG giai đoạn cận thu hoạch đến thời hạn bảo quản quả bơ Booth7 35

3.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ xử lý AVG đến cường độ hô hấp và cường độ sản sinh ethylene của quả bơ Booth7 trong thời gian bảo quản 35

3.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý AVG đến hàm lượng ACC trong quá trình bảo quản quả bơ Booth7 38

3.1.3 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý AVG đến hoạt lực enzyme ACC oxydase trong quá trình bảo quản quả bơ Booth7 39

3.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ AVG đến hàm lượng đường tổng số trong quá trình bảo quản bơ Booth7 40

3.1.5 Ảnh hưởng của nồng độ AVG đến hàm lượng acid tổng số trong quá trình bảo quản bơ Booth7 sau thu hoạch 41

3.1.6 Ảnh hưởng nồng độ xử lý AVG đến tỷ lệ hư hỏng và hao hụt khối lượng quả bơ

Booth7 sau thu hoạch 43

3.2 Ảnh hưởng nồng độ xử lý 1-MCP sau thu hoạch kết hợp AVG cận thu hoạch trên quả bơ Booth7 nhằm kìm hãm quá trình sinh tổng hợp ethylene, kéo dài thời hạn bảo quản, giảm tỷ lệ hư hỏng và duy trì chất lượng quả 46

3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP đến cường độ hô hấp và cường độ sản sinh ethylene của quả bơ trong thời gian bảo quản 46

3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến hàm lượng ACC trong quá trình bảo quản quả bơ Booth7 49

3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến hàm lượng ACC oxydase trong quá trình bảo quản quả bơ Booth7 50

3.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP đến độ Hue (H0) của vỏ quả bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 51

3.2.5 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP đến hàm lượng chất khô hòa tan của quả bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 53

3.2.6 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP đến thành phần hóa học của quả bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 54

3.2.7 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP đến tỷ lệ hao hụt khối lượng và tỷ lệ hư hỏng của bơ Booth7 sau thu hoạch 57

3.3 Đề xuất quy trình công nghệ bảo quản quả bơ Booth7 sau thu hoạch 61

3.4 Đánh giá chất lượng bơ Booth7 sau khi sử dụng kết hợp chất kháng ethylene AVG và 1-MCP 64

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 66

4.1 Kết luận 66

4.2 Đề nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 76

DANH MỤC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT

AVG : aminoethoxyvinyglycine

ACC : 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid

ACC oxydase : aminocyclopropane carboxylate oxydase

ACC synthase : aminocyclopropane carboxylate synthase

ANOVA : Analysis of variance (phân tích phương sai)

C : Chrome (cường độ màu)

FAO : Food and Agriculture Organization of the United Nations

(Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc)

H0 : Hue angle (góc màu)

L : Lightness (độ sáng)

MET : amin methionine

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

SAM : S-Adenosyl Methionine

SPSS : Statistical Package for the Social Sciences

1-MCP : 1-methylcyclopropene

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng trên 100 g phần ăn được 6Bảng 2.2 Top 10 nước có sản lượng bơ lớn nhất thế giới trong năm 2016 9Bảng 3.1 Hình thái quả bơ tại ngày bảo quản thứ 24 khi xử lý AVG ở các nồng độ khác nhau cận thu hoạch 45Bảng 3.2 Hình thái quả bơ Booth7 sau 33 ngày bảo quản ở các nồng độ khác nhau 60Bảng 3.3 Kết quả đánh giá cảm quan bơ Booth7 sau quá trình bảo quản 64

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hình ảnh bơ Booth7 sau thu hoạch 5

Hình 1.2 Một số sản phẩm từ quả bơ 7

Hình 1.3 Diện tích và sản lượng bơ trên thế giới giai đoạn 2012 - 2016 8

Hình 1.4 Tổng sản lượng bơ xuất khẩu trên thế giới năm 2016 10

Hình 1.5 Các biểu hiện của vi sinh vậy gây bệnh trên quả bơ 13

Hình 1.6 Công thức cấu tạo ethylene 15

Hình 1.7 Sơ đồ sinh tổng hợp ethylene 17

Hình 1.8 Công thức cấu tạo AVG 18

Hình 1.9 ACC synthase kết hợp cofactor PLP 19

Hình 1.10 Phức hợp AVG – ACC synthase 19

Hình 1.11 Công thức cấu tạo 1-MCP 20

Hình 1.12 Ethylene gắn vào thụ thể ethylene và tạo nên các phản ứng sinh hóa trong mô thực vật (Blankenship, 2001) 21

Hình 1.13 Phân tử 1-MCP chiếm chỗ trên thụ thể ethylene làm cho ethylene không gắn kết được với thụ thể (Blankenship, 2001) 21

Hình 2.1 Nguyên liệu bơ sau thu hoạch 27

Hình 2.2 Mô tả bánh xe màu (X-Rite, 2007) 33

Hình 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý AVG đến cường độ hô hấp quả bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 35

Hình 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý AVG đến cường độ sản sinh ethylene quả bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 37

Hình 3.3 Hàm lượng ACC thay đổi trong quá trình bảo quản bơ Booth7 khi xử lý với các nồng độ AVG khác nhau 38

Hình 3.4 Sự biến đổi hàm lượng ACC oxydase trong quá trình bảo quản bơ Booth7 khi xử lý AVG cận thu hoạch ở các nồng độ khác nhau 39

Hình 3.5 Hàm lượng đường tổng số quả bơ Booth7 thay đổi trong thời gian bảo quản khi xử lý AVG nồng độ khác nhau 40

Hình 3.6 Sự biến thiên hàm lượng acid tổng số của quả bơ Booth7 theo thời gian bảo quản 42

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên tỷ lệ hao hụt khối lượng của quả bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 43 Bảng 3.8 Tỷ lệ hư hỏng của bơ Booth7 khi xử lý AVG ở các nồng độ khác nhau 44 Hình 3.9 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến cường độ hô hấp quả bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 46 Hình 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP đến sự biến thiên cường độ sản sinh ethylene của quả bơ trong thời gian bảo quản 48 Hình 3.11 Hàm lượng ACC của quả bơ theo thời gian bảo quản khi xử lý 1-MCP ở các nồng độ khác nhau 49 Hình 3.12 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP đến sự biến thiên hoạt lực của enzyme ACC oxydase 50 Hình 3.13 Sự biến đổi màu sắc vỏ quả bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 52 Hình 3.14 Sự biến đổi hàm lượng chất khô hòa tan theo nồng độ xử lý 1-MCP của quả

bơ trong thời gian bảo quản 53 Hình 3.15 Đồ thị mô tả sự biến động hàm lượng lipid tổng số trong quá trình bảo quản

bơ khi xử lý 1-MCP ở các nồng độ khác nhau 55 Hình 3.16 Sự biến đổi hàm lượng vitamin C quả bơ Booth7 sau thu hoạch theo thời gian bảo quản 56 Hình 3.17 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ hao hụt khối lượng quả bơ trong quá trình bảo quản58 Hình 3.18 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch 1-MCP xử lý đến tỷ lệ hư hỏng của bơ Booth7 trong quá trình bảo quản 59 Hình 3.19 Quy trình công nghệ bảo quản quả bơ Booth7 62

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Bơ là loại trái cây rất đặc biệt, khác hẳn với những loại trái cây khác, nó được ghi tên trong sách kỷ lục thế giới Guinness là trái cây giàu dinh dưỡng nhất trên thế giới [12] Trong thành phần dinh dưỡng trong quả bơ chứa: chất béo, chất đạm, glucid, chất xơ, hơn 14 loại vitamin và khoáng chất (sắt, canxi, đồng, kali, magie, natri, photpho, kẽm…) Bơ cung cấp 160 kcal/100 g thịt quả, nó tạo ra một nguồn dinh dưỡng quan trọng và đặc biệt tốt cho sức khỏe do chứa nhiều chất béo đơn không bão hoà giúp làm giảm hàm lượng cholesterol xấu [84]

Cây bơ là loại cây trồng thế mạnh ở vùng Tây nguyên, có giá trị kinh tế cao và được trồng ở các tỉnh Lâm Đồng, Đắk Lắk, Đắk Nông, Gia Lai… Trong vài năm trở lại đây, cây bơ được phát triển rộng rãi ở quy mô hàng hóa phục vụ trong nước và xuất khẩu Người dân đã sử dụng các giống chất lượng tốt, có nguồn gốc, sạch sâu bệnh, có giá trị kinh tế và hàng hóa như Booth7, Hass… kết hợp bố trí cơ cấu giống rải vụ để đảm bảo kéo dài thời gian cung cấp sản phẩm ra thị trường [93] Tuy nhiên, bơ là loại quả hô hấp đột biến nên thời gian chín diễn ra rất nhanh và đồng loạt đặc biệt vào lúc chính vụ Nguyên nhân do trong quá trình chín, quả bơ sản sinh một lượng khí ethylene - là tác nhân chính kích thích quá trình chín diễn ra mãnh liệt

Để có thể điều khiển sự chín của nguyên liệu, cần tác động vào enzyme nội bào ACC oxydase nhằm làm giảm lượng ethylene sản sinh trong quả Aminocyclopropane carboxylate oxydase (ACC oxydase) là enzyme nội bào có vai trò quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp ethylene - một hormone thực vật giữ vai trò quan trọng trong việc tạo ra hô hấp đột biến và kích thích quá trình chín của quả [28]

Từ thực trạng trên, các biện pháp đề ra nhằm kéo dài thời gian tồn trữ quả bơ sau thu hoạch là rất cần thiết, trong đó, các biện pháp sử dụng chất kháng ethylene như: aminoethoxyvinylglycine (AVG), 1-methylcyclopropene (1-MCP),… đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam Hầu hết các nghiên cứu này chỉ mang tính riêng lẻ về tác động của mỗi chất vì thế, để tạo ra giải pháp tối ưu nhất cho bảo quản tươi quả bơ chúng ta cần nghiên cứu kết hợp nhiều biện pháp khác nhau một cách thích hợp

Ở Việt Nam, trên đối tượng quả vú sữa, kết quả thực nghiệm của Nguyễn Ngữ và cs (2010) khi sử dụng AVG ở nồng độ 1.000 ppm cho thời hạn kéo dài 3 tuần [11]; Nguyễn Văn Toản và cs (2011) đã xử lý AVG trên quả chuối với nồng

độ 0,95 g/l kéo dài thời gian bảo quản lên đến 40 - 45 ngày [24]; Nguyễn Phan

Thiết và cs (2012) đã xử lý 1-MCP trên quả vải thiều cho kết quả khá tốt về chất lượng [20]

Ở Việt Nam, cho đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu trên lĩnh vực điều tiết quá trình sinh tổng hợp ethylene của quả bơ bằng phương pháp xử lý kết hợp giữa

AVG và 1-MCP được công bố Vì vậy, việc định hướng “Nghiên cứu ảnh hưởng của aminoethoxyvinylglycine (AVG) kết hợp 1-methylcyclopropene (1-MCP) đến quá trình sinh tổng hợp ethylene nhằm kéo dài thời hạn bảo quản quả bơ Booth7 sau thu hoạch” vừa mang tính chất cấp thiết vừa có ý nghĩa khoa học vừa có tính thực tiễn

2 Mục đích và yêu cầu đề tài

Để đạt được mục tiêu này, đề tài cần tập trung vào nghiên cứu chính:

- Xác định được nồng độ xử lý AVG ở giai đoạn cận thu hoạch thích hợp nhất trên quả bơ Booth7 nhằm kéo dài thời gian tồn trữ, giảm tỷ lệ hư hỏng

- Xác định được nồng độ xử lý 1-MCP phù hợp nhất trên quả bơ Booth7 ở giai đoạn sau thu hoạch khi kết hợp với AVG nhằm kìm hãm quá trình sinh tổng hợp ethylene, kéo dài thời hạn bảo quản, giảm tỷ lệ hư hỏng và duy trì chất lượng quả

- Đề xuất quy trình bảo quản quả bơ sau thu hoạch bằng phương pháp xử lý AVG và 1-MCP

- Đánh giá chất lượng bơ sau thời gian bảo quản bằng phương pháp xử lý kết hợp giữa AVG và 1-MCP ở điều kiện nhiệt độ thấp

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Điều tiết quá trình sinh tổng hợp ethylene bằng phương pháp xử lý kết hợp

giữa AVG và 1-MCP nhằm kìm hãm cường độ hô hấp và cường độ sản sinh ethylene

- Xác định được nồng độ xử lý AVG và 1-MCP thích hợp nhất nhằm duy trì chất lượng, giảm tỷ lệ hư hỏng và kéo dài thời hạn bảo quản quả bơ sau thu hoạch

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Xây dựng được quy trình công nghệ bảo quản tươi quả bơ Booth7 sau thu hoạch bằng phương pháp xử lý kết hợp giữa AVG cận thu hoạch và 1-MCP sau thu

hoạch nhằm kéo dài thời hạn bảo quản lên đến 33 ngày so với chỉ 5 - 7 ngày khi bảo quản bằng phương thức truyền thống hiện nay

- Ứng dụng các kết quả nghiên cứu thu được vào thực tế sản xuất tại Công ty

CP Nông nghiệp Hữu cơ An Phú và Công ty TNHH Trịnh Mười tại Đắk Lắk

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu về quả bơ Booth7

Tại Mỹ, California và Florida là hai bang trồng bơ nhiều nhất Do lượng tiêu thụ các sản phẩm từ bơ hàng đầu thế giới nên các nhà hoạch định chính sách Mỹ quyết định trồng loại cây này Năm 1920, chịu sức ép lớn từ giá cả, số lượng và chất lượng

bơ nhập khẩu từ Cuba và các nước Nam Mỹ đã mở ra một thời đại mới cho giống bơ ngon William J Krome - một chủ trang trại vùng Florida đã quyết định phải tạo một giống bơ mới cho thu hoạch vào mùa thu - đông cùng với sự trợ giúp của Will Booth

Họ đã tạo ra một giống bơ lai giữa giống Tây Ấn Độ và giống Guatemala, các giống này được đặt theo tên của Will Booth và đánh số từ 1 đến 8 [89]

Bơ Booth được du nhập vào Việt Nam từ những năm 1998 - 2002 do Viện cây

ăn quả miền Nam hợp tác cùng Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên (Viện Eakmat), ban đầu trồng thử nghiệm tại Kiên Giang, Bà Rịa Vũng Tàu (1998) sau đó đưa lên Tây Nguyên và Vùng Đông Nam Bộ (2000 - 2002) Kết quả khảo nghiệm và đánh giá cho thấy; cây bơ Booth khá phù hợp với khí hậu và thổ nhưỡng tại Việt Nam, đặc biệt là các tỉnh Tây Nguyên Chất lượng thịt quả, năng suất thậm chí còn có phần nhỉnh hơn so với cây được trồng ở khu vực bản địa [89]

1.1.2 Đặc điểm, điều kiện sinh thái của bơ Booth7

1.1.2.1 Đặc điểm của quả bơ

Bơ cho tỷ lệ thịt cao 70 - 75% phần thịt có màu vàng kem rất dẻo không có xơ, hạt khít với thịt rất dễ tách Khi bơ già vỏ có màu xanh sạm, vỏ dày, hình dạng quả có hình tròn trọng lượng trung bình của một quả là 350 g/quả Mỗi quả có cuống riêng, tiện cho việc thu hoạch cũng như bảo quản xuất khẩu đi nơi khác

Với giống bơ Booth7, hạt có hình tròn tương đối lớn, vỏ lụa dày, khít với thịt quả nhưng dễ tách Hạt được 2 lớp vỏ lụa bao bọc, gồm có hai tử diệp hình bán cầu

Giữa hai tử diệp có phôi hạt nằm về phía cuống quả, và khi hạt nảy mầm, cây mầm sẽ mọc thẳng từ dưới lên theo trục thẳng đứng của hạt [88]

Hình 1.1 Hình ảnh bơ Booth7 sau thu hoạch

1.1.2.2 Mùa vụ và điều kiện sinh thái

Trong các giống bơ Booth thì Booth7 thích hợp với khí hậu nhiệt đới nhất, có khả năng thích nghi cao, sinh trưởng khỏe mạnh Cây phân tán rộng đem lại năng suất cao ổn định qua nhiều năm

Ngoài ra, cây bơ còn là cây che bóng và chắn gió giúp điều hòa tiểu khí hậu trong vườn cà phê, hạn chế sự mất độ ẩm, giữ ổn định duy trì năng suất Đây là mô hình trồng trọt đem lại hiệu quả kinh tế cao, được áp dụng phổ biến tại các tỉnh Tây Nguyên Hoa cây bơ thuộc nhóm B, hoa đực thường tung phấn vào lúc 9 giờ sáng và hoa cái sẽ nhận phấn vào 3 giờ chiều Trọng lượng của quả nặng từ 280 - 450 g/quả, cho năng suất trung bình từ 160 - 180 kg/cây ngang tầm với giống bơ chính vụ Thời gian thu hoạch khoảng từ tháng 9 đến tháng 11 [89]

1.2 Thành phần dinh dưỡng, lợi ích và một số sản phẩm chế biến từ quả bơ

1.2.1 Thành phần dinh dưỡng

Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng trên 100 g phần ăn được [84]

STT Dinh dưỡng Đơn vị

Giá trị dinh dưỡng

STT Dinh dưỡng Đơn vị

Giá trị dinh dưỡng

2 Protein g 2,0 13 Pantothenic acid mg 1,389

Qua bảng thành phần dinh dưỡng 1.1 cho thấy:

Lipid: chiếm tỷ lệ lớn nhất 14,66%, thành phần chủ yếu là các acid béo như acid oleic, palmitoleic, acid linoleic… Các nghiên cứu cho thấy chế độ ăn giàu acid béo giúp giảm LDL (cholesterol xấu) do đó giúp ngăn ngừa bệnh động mạch vành cũng như nguy cơ đột quỵ [90] Đặc biệt, bơ còn là một trong số ít các loại quả không chứa cholesterol

Protein: chiếm 2%, giàu năng lượng và cân đối về mặt dinh dưỡng

Carbohydrate: chiếm 8,53%, trong đó, hàm lượng đường dưới dạng glucose, fructose và galactose rất ít (68 g thịt quả chỉ chứa 0,5 g) Do hàm lượng đường thấp nên bơ được cho là có chỉ số đường huyết thấp thấp, có nghĩa là chúng không làm thay đổi nhiều lượng đường trong máu [90]

Hàm lượng chất xơ cao có nhiều lợi ích cho sức khỏe giúp lượng cholesterol trong máu thấp hơn và ngăn ngừa táo bón

Bên cạnh đó, bơ là nguồn cung cấp dồi dào acid folic, đây là một loại vitamin rất quan trọng và cần thiết đối với trẻ sơ sinh và phụ nữ có thai Ngoài ra, quả bơ chứa rất nhiều vitamin và khoáng chất thiết yếu cho cơ thể như: B9, B1, vitamin C, B6, E, kali, canxi, magie,… cùng các hợp chất khác như carotenoid, chất chống oxy hóa [84]

1.2.2 Các sản phẩm chế biến từ quả bơ

Trên thế giới, quả bơ được đánh giá cao và được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như ăn quả tươi, chế biến nhiều món ăn ngon (salad, past bơ, nước sốt bơ, sushi,…), tinh chiết dầu ăn và đặc biệt bơ được sử dụng rất nhiều trong mỹ phẩm cho việc chăm sóc sắc đẹp Ở Mexico, bơ được chế biến thành nước sốt bơ Guacamole, ăn kèm với món bánh Tacos, là thực phẩm truyền thống, đặc trưng riêng của đất nước này [90]

Một số sản phẩm phổ biến từ quả bơ như:

Dầu bơ là một trong những loại dầu có giá trị dinh dưỡng cao nhất, nó còn tốt cho sức khỏe hơn dầu oliu và dầu hướng dương Dầu bơ giàu vitamin A, E, D cùng với các khoáng chất kali, phốtpho, lưu huỳnh và clo Tinh dầu bơ còn được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm như: mặt nạ dưỡng da, son môi, kem ủ tóc, xà phòng,… [81] Một dạng sản phẩm khác là bột bơ được tạo thành nhờ công nghệ sấy và màu sắc của sản phẩm tạo ra phần lớn do phương pháp sấy quyết định Đây là sản phẩm được sử dụng phổ biến trên thế giới, tuy nhiên ở nước ta vẫn chưa được nhiều người biết đến

Hình 1.2 Một số sản phẩm từ quả bơ [92], [81]

1.3 Tình hình trồng và tiêu thụ quả bơ trên thế giới và ở Việt Nam

1.3.1 Tình hình trồng trên thế giới và ở Việt Nam

Theo thống kê của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO), diện tích trồng bơ trên thế giới tăng liên tục từ 462,305 nghìn ha (năm 2012) đến 571,879 nghìn ha (năm 2016) Tổng sản lượng bơ trong những năm gần đây cũng không ngừng tăng theo Năm 2012, sản lượng bơ là 4,405 triệu tấn và đến năm 2016, con số này lên đến 5,614 triệu tấn

Diện tích và sản lượng bơ trên thế giới tăng dần qua các năm từ 2012 đến 2016 được trình bày ở biểu đồ hình 1.3

Hình 1.3 Diện tích và sản lượng bơ trên thế giới giai đoạn 2012 - 2016 [82]

Tính đến năm 2016, Mexico chiếm gần 35% tổng sản lượng chung của thế giới,

là nước dẫn đầu trong sản xuất bơ Vị trí thứ hai thuộc về Cộng hòa Dominican - một quốc gia thuộc vùng 39Caribe với hơn 600.000 tấn bơ [82] Các nước có sản lượng bơ dẫn đầu thế giới năm 2016 được thể hiện ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Top 10 nước có sản lượng bơ lớn nhất thế giới trong năm 2016 [82]

ha, tăng 222 ha so với năm 2017 và tăng khoảng gấp đôi so với năm 2016, nếu tính cả diện tích trồng xen trong vườn cà phê, thì tổng diện tích bơ lên đến 12.686 ha Tuy nhiên việc phát triển cây bơ trên địa bàn thời gian qua vẫn chủ yếu mang tính tự phát, chạy theo thị trường dẫn đến nguy cơ mất cân đối cung - cầu, gây thiệt hại cho người sản xuất [93]

1.3.2 Tình hình tiêu thụ quả bơ trên thế giới và ở Việt Nam

Đứng đầu về xuất khẩu bơ năm 2016 là Mexico với 926,957 nghìn tấn chiếm 1/2 sản lượng và chính đất nước này là nguồn gốc lâu đời của cây bơ Tiếp đến là Hà Lan, Pê ru, Chi Lê, Tây Ban Nha,…và các nước khác được mô tả ở hình 1.4

Với nhiều nỗ lực Việt Nam đã có 2 tấn bơ xuất khẩu trong danh sách thống kê của FAOSTAT năm 2016 [82]

Hình 1.4 Tổng sản lượng bơ xuất khẩu trên thế giới năm 2016 [82]

Tại Việt Nam, ở thị trường nội địa, quả bơ đang trong tình trạng “cung không

đủ cầu” Ngay tại nhà vườn, các loại bơ đạt chuẩn giá từ 90.000 - 150.000 đồng/kg (tùy giống) Thị trường tiêu thụ chủ yếu ở thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hà Nội,… và các siêu thị trong nước (Co.opMart, Metro, Fivimart, Vinmart)

Tuy nhiên, sản phẩm theo đúng thị hiếu, nhu cầu của thị trường nước ngoài thì chưa nhiều Vì vậy, để phát huy tiềm năng, lợi thế của cây bơ, các tỉnh có sản lượng bơ lớn như Đắk Lắk, Đắk Nông,… đang tích cực đề ra các phương hướng phát triển cũng như tìm kiếm các đối tác nước ngoài Bên cạnh đó, nhu cầu tiêu thụ bơ trên thế giới tăng mạnh, như Trung Quốc năm 2017 nhập khẩu 32.000 tấn bơ, gấp 1.000 lần so với năm 2011; Hàn Quốc nhập 5.000 tấn bơ, gấp 11 lần so với năm 2010 sẽ tạo cơ hội lớn

cho Việt Nam mở rộng thị trường xuất khẩu [83]

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản bơ sau thu hoạch

1.4.1 Độ chín thu hoạch

Độ chín thu hoạch (commercial maturity) là độ chín mà nông sản được thu hoạch theo nhu cầu của thị trường, ở thời điểm thu hoạch, nông sản có thể chưa đạt độ chín thuần thục sinh lý Các loại quả thì tùy thuộc vào yêu cầu vận chuyển và bảo quản

mà được thu hoạch tại thời điểm trước hoặc tại thời điểm chín sinh lý

Hoa quả thu hái khi chưa đủ độ chín có thể dẫn tới sự rối loạn sinh lý trong quá trình bảo quản và làm giảm chất lượng thành phẩm Tuy nhiên, nếu thu hoạch khi đã quá chín, quả thường có xu hướng bị thâm và thối rữa

Thời gian từ lúc đậu quả đến khi quả chín đã đạt chuẩn sẽ quyết định thời điểm thu hoạch quả Tùy vào đặc điểm của từng giống mà thời điểm thu hoạch cũng khác

Sản lượng bơ xuất khẩu của thế giới 2016

nhau, chẳng hạn giống bơ Booth7 thời gian thu hoạch khoảng vào tháng 10 đến tháng

12 Việc xác định thời điểm thu hoạch sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến phẩm chất cũng như điều kiện bảo quản, vận chuyển [4]

Nếu thu hoạch khi quả bơ còn non xanh, dù để lâu quả cũng không chín, vỏ chỉ răn lại, thịt không mềm, ăn thấy đắng Như vậy, lựa chọn quả bơ có độ chín thích hợp

sẽ bảo quản với thời hạn và chất lượng cao hơn, đáp ứng việc vận chuyển đi xa phục

vụ nhu cầu tiêu thụ trong và ngoài nước

1.4.2 Nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng đến các yết tố, trong đó có cường độ hô hấp

Cường độ hô hấp của trái cây có liên quan với nhiệt độ, nếu nhiệt độ càng cao thì cường độ hô hấp sẽ càng cao Hoạt động của các vi sinh vật gây hại cũng có liên quan đến nhiệt độ Ngoài ra, nếu nhiệt độ dao động lớn sẽ gây rối loạn quá trình trao đổi chất Do đó, nhiệt độ càng thấp thì thời gian bảo quản sẽ càng lâu.Tuy nhiên, bảo quản rau quả ở nhiệt độ thấp hơn hoặc bằng nhiệt độ đóng băng thì nước sẽ tạo thành tinh thể làm phá hủy cấu trúc tế bào Vì vậy, chọn nhiệt độ bảo quản không chỉ căn cứ vào một mục đích là ức chế cường độ hô hấp mà còn dựa vào khả năng biến đổi chất lượng do ảnh hưởng của nhiệt độ thấp, mỗi loại rau quả cần xác định nhiệt độ bảo quản thích hợp, nhiệt độ đó gọi là nhiệt độ tối ưu [22]

Năm 2007, kết quả nghiên cứu Maria cho thấy giống “Hass” được bảo quản ở nhiệt độ 7oC, độ ẩm 90% giúp hạn chế sự mềm hóa, biến đổi về màu sắc và kéo dài quá trình chín [58]

Tác giả Margaret (1952) đã nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ kho lạnh đến một

số chủng bơ Florida, đối với bơ “Booth7” nhiệt độ bảo quản tối ưu là 8 - 10oC [59] Vào năm 2010, Hoàng Mạnh Cường đã bước đầu đánh giá ảnh hưởng của nhiệt

độ đến bảo quản quả bơ tại Đăk Lăk Theo tác giả, nhiệt độ 8oC cho thời gian bảo quản dài nhất (18 ngày) và hao hụt trọng lượng thấp nhất (2,47%) [2]

Vì vậy trong nghiên cứu này, chúng tôi chọn nhiệt độ bảo quản bơ Booth7 sau khi xử lý chế phẩm AVG và 1-MCP là 8oC

1.4.3 Độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí trong môi trường bảo quản gây ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng rau quả khi bảo quản, trước hết, ảnh hưởng đến một số chỉ tiêu vật lý: độ tươi, độ khô héo, mất khối lượng tự nhiên, từ đó làm giảm thời gian bảo quản [22]

Quả tươi có hàm lượng nước rất cao, sự mất nước cũng là nguyên nhân quan trọng gây hư hỏng, mất trọng lượng và thiệt hại về kinh tế Do đó, nếu ẩm độ không

khí thấp sẽ làm cho trái cây dễ bị mất nước và dễ bị hư hỏng hơn Sự mất nước quá cao làm cho hoạt động của tế bào bị rối loạn, làm giảm khả năng tự đề kháng bệnh

lý, rau quả chóng hỏng

Theo Nguyễn Đắc Quỳnh Anh (2014), khi xử lý 1-MCP bằng phương pháp xông ở nồng độ 300 ppb kết hợp với bảo quản ở 8oC, độ ẩm tương đối 85 - 90% đã kéo dài thời gian bảo quản quả bơ đến 26 ngày [1]

Một công bố của tác giả Spalding năm 1976 đã cho thấy: độ ẩm tương đối của không khí thích hợp trong bảo quản bơ được duy trì từ 80 - 90% [72] Chính vì vậy, chọn độ ẩm của môi trường bảo quản quả bơ là: 85 - 90%

1.4.4 Thành phần khí quyển

Không khí là một tập hợp các chất khí cùng với hơi nước Thành phần và nồng

độ chất khí trong không khí là: N2 = 78%, O2 = 21%, CO2 = 0,03%, còn lại là các chất khí khác Khái niệm khí quyển bảo quản là khái niệm chỉ thành phần và nồng độ chất khí trong môi trường tiểu khí hậu (không khí trong kho bảo quản) [6]

Oxy tham gia các phản ứng hóa học, oxy hóa các thành phần hóa học trong rau quả, làm giảm giá trị dinh dưỡng của chúng, khi giảm nồng độ oxy xuống dưới 21% cường độ hô hấp cũng giảm dần Tăng tỷ lệ CO2 có tác dụng ức chế trực tiếp sự tiếp nhận ethylene cũng như cường độ hô hấp [22]

Hiện tượng rối loạn hô hấp xảy ra khi nồng độ O2 thấp (dưới 2 - 3%) gây hô hấp yếm khí và giảm hương vị Tương tự khi nồng độ CO2 quá cao (trên 10%) phá vỡ cân bằng các quá trình sinh lý làm cho quả mất khả năng đề kháng tự nhiên làm cho vỏ và ruột quả biến màu, úng nước [6]

Nghiên cứu của Hatton (1990) cho thấy: bảo quản bơ “Lula” thành công trong 8 tuần trong điều kiện 10% CO2 và 2% O2 ở nhiệt độ 4 - 7oC Tương tự, giống bơ

“Fuchs” và “Waldin” bảo quản ở điều kiện này đã kéo dài được 3 - 4 tuần [46]

1.4.5 Vi sinh vật gây bệnh

Việc trồng không theo quy hoạch và kỹ thuật canh tác, mua giống không đảm bảo thì nguy cơ phát sinh sâu bệnh là rất lớn Một số bệnh thường gặp:

- Bệnh thối rễ (Phytophthora): thường do chủng nấm gây ra (đây cũng là chủng

nấm gây bệnh về rễ cho nhiều loại cây trồng khác như tiêu, cà phê, sầu riêng,…) Bệnh phát triển mạnh trong điều kiện ẩm ướt, đất ngập nước thời gian dài, bón phân không cân đối Gây chết cây con, giảm sức sinh trưởng cây lớn, nếu ngập úng thời gian dài, chữa trị không kịp thời thì có thể gây chết cả cây trưởng thành

- Bệnh đốm lá, đốm quả (Cerocospora purpurea): gây hại trên lá và quả bơ,

nấm bệnh thường xuất hiện trên lá, ban đầu là những vết bệnh riêng rẽ, có hình dạng

và kích thước tương đồng nhau, sau lan rộng và liên kết với nhau thành mảng Trên quả vết bệnh thường có màu nâu hoặc đen, làm quả biến dạng, phần thịt quả bên trong hình thành các lõi cứng, gây giảm giá trị, nặng hơn có thể gây thối quả, rụng trái

- Bệnh khô cành (Colletotrichum cloeosporiodes): thường bị trên các cành non,

lớp vỏ chưa gỗ hóa, còn màu xanh Trên quả thường gây hại trên quả già, vị trí thường

bị cọ sát với nhau hoặc vết thương do côn trùng chích hút Bệnh làm khô cành, chết cành, gây thối cuống và rụng quả già

- Bệnh héo rũ (Verticillium albo – atrum): cây bị bệnh thường có biểu hiện héo

rũ đột ngột, có thể là toàn bộ cây hoặc một phần cành, thân… Bệnh tiến triển rất nhanh, thường làm cho lá héo rũ, chuyển sang vàng rồi rụng dần, cây có thể chết đứng

mà chưa kịp trút hết lá Bóc vỏ cây, rễ cây bị bệnh thường sẽ thấy các mạch dẫn chuyển sang màu nâu Cây trưởng thành (5 năm trở lên) có thể sẽ hồi phục được, nhưng thường còi cọc và không ra trái trong 1 - 2 năm

Hình 1.5 Các biểu hiện của vi sinh vậy gây bệnh trên quả bơ [89],

1.5 Các phương pháp bảo quản quả bơ sau thu hoạch

1.5.1 Xử lý nước nóng

Xử lý nước nóng là phương pháp cho nguyên liệu ngập trong nước nóng ở nhiệt

độ thích hợp Nhiệt được truyền trực tiếp từ nước vào nguyên liệu, dưới tác dụng của nhiệt độ cao làm cho màng nguyên sinh chất của vi sinh vật bị phá hủy do lớp lipid bị hòa tan [27] Florissen và cộng sự (1996) đánh giá rằng xử lý nhiệt trước khi bảo quản làm thay đổi độ cứng, thành phần hóa học, sản sinh ethylene trên quả bơ và đã đưa ra nhiệt độ xử lý tối ưu là 38oC trong 6 - 12 giờ [45]

Mặt khác, ảnh hưởng của nhiệt độ cũng làm protein của vi sinh vật bị biến tính, ức chế sự hoạt động của các enzyme Do đó, các tế bào vi sinh vật bị tổn thương, quá trình

trao đổi chất bị rối loạn dẫn tới sinh trưởng của chúng bị kìm hãm hoặc bị đình trệ [3]

1.5.2 Phương pháp bảo quản lạnh

Thực phẩm nói chung, rau quả nói riêng được bảo quản ở môi trường có nhiệt

độ từ 20 - 24oC (giới hạn nóng - lạnh) đến nhiệt độ gần điểm đóng băng của dịch bào trong nguyên liệu gọi là bảo quản lạnh [22]

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 Như vậy, bảo quản lạnh là dựa vào nguyên lý tiềm sinh Phương pháp này 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 [22]

Năm 2007, kết quả nghiên cứu Maria cho thấy giống “Hass” được bảo quản ở nhiệt độ 7oC, độ ẩm 90% giúp hạn chế sự mềm hóa, biến đổi về màu sắc và kéo dài quá trình chín [58] Trước đó, nghiên cứu của Donald (1976) cũng đã kết luận rằng: giống

bơ “Lula” lưu trữ ở nhiệt độ 4oC kéo dài đến 3 tuần, trong khi nhiệt độ bảo quản tối ưu của các giống bơ “Waldin”, “Fuchs”, “Pollock” là 13oC [72]

1.5.3 Phương pháp bảo quản cải biến (MAP), điều chỉnh khí quyển (CA)

Bao gói trong khí quyển điều chỉnh (Modified Atmosphere Packaging) là phương pháp đóng gói một sản phẩm dễ hư hỏng trong môi trường khí quyển có thành phần được thay đổi khác với không khí thông thường [49] Các loại thực phẩm đóng gói trong khí quyển điều chỉnh thích hợp có thể kéo dài thời hạn sử dụng, nâng cao chất lượng và thuận tiện trong quá trình phân phối

Bơ “Hass” được bảo quản theo phương pháp MAP ở 5 - 7oC và kết quả tốt nhất thu được với túi PE 30 µm [44] Ở Việt Nam, kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Toản

và cs (2010) cho thấy khi sử dụng bao bì LDPE có chiều dày từ 25 µm đến 35 µm kết hợp với nồng độ, thời điểm phun AVG tương thích (0,8 g/l, 78 ngày) và bảo quản ở nhiệt độ thấp (13oC) có thể kéo dài thời gian bảo quản tươi chuối tiêu 44 - 46 ngày, so với thời gian chỉ 38 ngày khi bảo quản ở cùng điều kiện không sử dụng bao bì [23] Phương pháp CA (Controlled Atmosphere) là phương pháp bảo quản rau quả tươi trong môi trường khí quyển mà thành phần không khí như O2 và CO2 được điều chỉnh hay được kiểm soát khác với các khí quyển bình thường Khí O2 và CO2 có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý, sinh hóa của rau quả và từ đó ảnh hưởng đến thời gian bảo quản của chúng Nhiều nghiên cứu cho rằng, bảo quản rau quả tươi trong điều kiện hạ thấp nồng độ O2 xuống <21% và tăng hàm lượng CO2 thì kết quả cho

thấy thời gian bảo quản tăng Đó là sự kết hợp của 2 loại khí trên ở cùng điều kiện nhiệt độ [6]

Qua nghiên cứu ứng dụng phương pháp CA cho một số loại trái cây của Salama (1965) cho thấy bơ được lưu trữ trong điều kiện khí quyển 5% O2, 13% CO2 ở 10oC sau

5 tuần có thể bán ra thị trường [68]

Tuy nhiên, do chi phí cao và vận hành phức tạp nên phương pháp này chưa áp dụng phổ biến trong thực tế sản xuất hiện nay ở nước ta

1.5.4 Phương pháp bảo quản bằng chất kháng ethylene

Quá trình sinh tổng hợp ethylene diễn ra trong rau quả có thể ức chế bằng biện pháp có sử dụng chất kháng như: STS, 2,5-norbormadiene aminoethoxyvinylglycine, 1-methylcyclopropene,… Riêng AVG và 1-MCP có ưu điểm hơn là: ít độc hại, liều lượng

sử dụng thấp, hiệu quả cao, không ảnh hưởng đến môi trường Các chất này đã được kiểm chứng, được phần lớn các quốc gia trên thế giới phê duyệt cho phép sử dụng trong

xử lý rau quả và nông nghiệp [85], [86]

1.6 Quá trình sinh tổng hợp ethylene của rau quả

1.6.1 Vài nét về ethylene

Ethylene 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 Là chất đầu tiên trong dãy anken, trọng lượng phân tử là 28,05 g/mol với công thức CH2 = CH2 hoặc C2H4

Về cấu tạo hoá học, trong phân tử C2H4 có một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon Trong liên kết đôi có một liên kết kém bền, liên kết này dễ đứt ra trong các phản ứng hóa học [94] Ethylene có công thức cấu tạo như sau:

Hình 1.6 Công thức cấu tạo ethylene [94]

Nhà khoa học Crocker (1935) và các cộng sự người Mỹ đề nghị ethylene là một hormone thúc đẩy sự chín Trong các lần nghiên cứu tiếp theo các nhà khoa học sử dụng phương pháp phân tích cực nhạy (sắc ký khí) đã phát hiện ra ethylene có mặt ở trong tất cả các mô của cây Ethylene là một hoạt chất tự nhiên sinh ra trong quá trình trao đổi chất của cây Tuy nhiên, ngày nay người ta đều thừa nhận ethylene là một

phytohormone của thực vật vì nó được hình thành với một lượng nhỏ ở trong cây, nó

có thể vận chuyển trong các tế bào bằng hình thức khuếch tán và đặc biệt nó gây hiệu quả sinh lý của cây trong suốt quá trình phát triển cá thể của chúng [80]

1.6.2 Cơ chế sinh tổng hợp ethylene ở giai đoạn sau thu hoạch của rau quả

Trong cây trồng, ethylene được tổng hợp với một lượng nhỏ từ các quá trình trao đổi chất ở tất cả các mô khác nhau của cây rồi được khuếch tán đến các cơ quan,

bộ phận khác nhau của cây dưới dạng hợp chất ACC (aminocyclopropane carboxylic acid) Tại mọi nơi trong cây trồng, ACC có thể được chuyển hóa thành ethylene và gây ảnh hưởng đến sinh lý phát triển của cây cho dù vị trí đó ở xa nơi sản sinh ra ACC [19]

1-Quả sau khi thu hái vẫn tiếp tục các hoạt động sống, biến đổi sinh lý, sinh hoá,… trong quả vẫn xảy ra trong quá trình bảo quản Song song với quá trình hô hấp, quả sản sinh ra khí ethylene Khi quả gần chín hàm lượng chất này đạt đến mức cực đại Khí ethylene kích thích sự phân giải chlorophyll và quá trình chín quả Quả hô hấp đột biến sinh ra nhiều ethylene trong quá trình chín hơn các loại khác Sự chín trong quả đột biến hô hấp được bắt đầu bởi sự tăng đột biến trong sự sinh sản ethylene Mức

độ sản sinh ra ethylene thay đổi nhiều theo từng loại quả [6]

Theo Scaramagli và cs (1999), ethylene là tín hiệu biểu đạt cho hoạt động của nhiều enzyme khác nhau dẫn đến sự thay đổi về màu sắc, hương vị và trạng thái của quả Do đó, có thể xem ethylene là chất xúc tác sinh học quan trọng cho nhiều quá trình sinh lý, sinh hóa xảy ra trong cơ thể thực vật [71]

Đường hướng sinh tổng hợp ethylene đã được Yang và Edward phát hiện vào năm 1984 [79] Xuất phát ban đầu của chu trình là acid amin methionine (MET), đi qua hai sản phẩm trung gian là S-adenosyl methionine (SAM) và 1-aminocyclopropane 1-cacboxylic acid (ACC), tạo ra sản phẩm cuối cùng là ethylene Quá trình sinh tổng hợp ethylene nội bào trong cây trồng được mô tả ở hình 1.7

Hình 1.7 Sơ đồ sinh tổng hợp ethylene [94]

Chu trình tổng hợp ethylene hay còn được gọi là chu trình Yang [79] hoặc MSAE (viết tắt các từ đầu sản phẩm của chu trình) Quá trình sinh tổng hợp ethylene được bắt đầu từ acid amin methionine (MET), từ MET chuyển hoá thành S-adenosyl methionine (SAM) nhờ tác dụng xúc tác của enzyme SAM synthase Theo quan điểm của Lurssen

và cs (1979), trong quá trình sinh tổng hợp ethylene từ acid amin MET, hoạt tính của hai enzyme ACC-synthase và ACC-oxydase đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều hoà sản sinh ethylene và bị ảnh hưởng bởi các ion kim loại nặng [57]

Từ SAM chuyển hóa theo 2 con đường khác nhau, một phần chuyển hóa thành 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid (ACC) nhờ tác dụng xúc tác của enzyme aminocyclopropane carboxylate synthase (ACC synthase) Ngoài ACC, nó còn chuyển hóa thành 5’-methylthioadenosine (MTA), được sử dụng cho quá trình tổng hợp methionine mới Quá trình trở lại MET sẽ diễn ra yếu khi quả chín dần; khi đó hợp chất ACC sinh ra nhiều Từ ACC chuyển hoá thành ethylene nhờ xúc tác của enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase (ACC oxydase) [54]

Một hướng thực hiện khác, khi trong môi trường có mặt enzyme malonyltransferase thì enzyme này có thể làm đổi hướng đi từ ACC đến ethylene để tạo ra một dẫn xuất kết hợp, đó là Malonyl ACC (MACC) MACC được coi là một sản phẩm không hoạt động, bị cô lập ở trong không bào và chỉ có thể biến đổi trở lại ACC dưới những điều kiện phi sinh lý học [19]

ACC-N-1.7 Chất kháng ethylene aminoethoxyvinylglycine (AVG)

1.7.1 Vài nét về AVG

AVG là chất điều hòa sinh trưởng có tác dụng ức chế hoạt động của enzyme ACC synthase, giữ vai trò quan trọng trong việc xúc tác quá trình hình thành ethylene, làm chậm quá trình chín và tăng cường độ chắc cho quả, do đó tăng khả năng chống chịu sự va đập của rau quả trong quá trình vận chuyển thu hoạch [61]

Aminoethoxyvinylglycine là sản phẩm được chiết xuất từ thực vật bằng phương pháp lên men đậu nành nên không ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng và có tên thương mại là Retain [86] AVG có công thức phân tử: C6H12N2O3 và công thức cấu tạo như sau:

Hình 1.8 Công thức cấu tạo AVG [86]

Trên thang độ độc giảm dần từ I đến IV, aminoethoxyvinylglycine (AVG) có độ độc hạng III (độ độc nhẹ) cho da và đường hô hấp, nên với bảo hộ lao động dùng cho

xử lý thuốc bảo vệ thực vật đủ đảm bảo an toàn vệ sinh trong lao động AVG không có ảnh hưởng đến sức khỏe khi sử dụng Trong tự nhiên, AVG còn được sinh ra bởi vi

khuẩn có trong đất là Streptomyces sp [61]

1.7.2 Cơ chế tác dụng của AVG

Cơ chế tác dụng chính của AVG là ức chế hoạt lực ACC synthase - enzyme có nhiệm vụ chuyển hóa tạo ACC (chất tiền ethylene) từ cơ chất SAM Trong chu trình Yang, SAM là một chất trung gian đồng thời là một phân tử hữu ích để kích hoạt chu

kỳ methionine Cơ chế tác dụng của AVG như sau:

- ACC synthase kết hợp với cofactor pyridoxal phosphate (PLP, dạng hoạt động của vitamin B6) để ổn định và giữ vai trò quyết định kiểu phản ứng mà enzyme xúc tác

O

O

NH 2

Hình 1.9 ACC synthase kết hợp cofactor PLP

- AVG liên kết đến vị trí lân cận của PLP, các nhóm alpha-carboxylate của AVG hình thành 3 liên kết hydro với PLP tại Ala54, Arg412 và nước Ngoài ra, AVG tạo một lực liên kết Vander Waals liên kết với Tyr152 (Tyr152 nằm song song với PLP để ổn định cấu trúc) Do đó, AVG ức chế được sự hoạt động enzyme ACC synthase [24]

Hình 1.10 Phức hợp AVG – ACC synthase [87]

1.8 Chất kháng ethylene 1-methylcyclopropene (1-MCP)

1.8.1 Vài nét về 1-MCP

1-MCP là một dẫn xuất cyclopropene, cấu tạo phân tử là C4H6 và khối lượng phân tử chiếm 54,09 g/mol 1-MCP tồn tại ở dạng khí và rắn, tan hoàn toàn trong nước ở nhiệt độ thường Nó có thể hoạt động ở nhiệt độ rất thấp, nhiệt độ sôi xấp xỉ

12oC [34]

1-methylcyclopropene được tổng hợp bằng phản ứng của methallyl chloride và phenyllithium, có chức năng như một bazơ [37]

Hình 1.11 Công thức cấu tạo 1-MCP [64]

Với thương hiệu Smart Fresh, 1-MCP được sử dụng trong ngành nông nghiệp bởi những người trồng trọt và chủ cửa hàng để đóng gói, duy trì chất lượng của trái cây và rau quả bằng cách ngăn chặn hoặc trì hoãn quá trình chín tự nhiên Việc sử dụng 1-MCP trong các sản phẩm nông nghiệp bao gồm táo, kiwi, cà chua, chuối, mận, hồng, bơ và dưa đã được phê duyệt và chấp nhận sử dụng ở hơn 34 quốc gia bao gồm Liên minh châu Âu và Hoa Kỳ [85]

1.8.2 Cơ chế tác động của 1-methylcyclopropene

Ethylene thoát ra ở dạng khí và nó hoạt động ở các mức truy xuất trong suốt vòng đời của cây trồng bằng cách kích thích hoặc điều chỉnh các quá trình khác nhau như quá trình chín của quả ở giai đoạn cuối của quá trình sinh trưởng, quá trình nở hoa

và rụng lá

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 hóa sinh của thực vật Điều này dẫn đến hoạt lực của enzyme ACC oxydase (enzyme xúc tác quá trình chuyển hóa từ cơ chất ACC đến ethylene) cũng bị giảm xuống [34]

Hình 1.12 Ethylene gắn vào thụ thể ethylene và tạo nên các phản ứng sinh hóa trong

mô thực vật (Blankenship, 2001) [34]

Cơ chế hoạt động của 1-MCP bao hàm sự gắn kết chặt chẽ của nó với sự hấp thụ ethylene ở cây trồng, do đó ngăn chặn những tác động của ethylene Quá trình này được mô tả ở hình 1.13

Hình 1.13 Phân tử 1-MCP chiếm chỗ trên thụ thể ethylene làm cho ethylene không

gắn kết được với thụ thể (Blankenship, 2001) [34]

Cơ chế cạnh tranh của 1-MCP cụ thể như sau: 1-MCP có thể hoạt động như một

“chìa khóa” đi vào bên trong “ổ khóa” là cơ quan thụ cảm ethylene, nhưng nó không thể xoay “ổ khóa” và “mở cửa” Do đó, tế bào thực vật không có tín hiệu trả lời kích thích của 1-MCP Tuy nhiên, khi 1-MCP đã gắn vào “ổ khóa” thì nó không để “chìa khóa” ethylene đi vào trong “ổ khóa” 1-MCP sẽ ngăn chặn sự xoay của “ổ khóa” bởi ethylene do vậy “cửa” không thể mở được Ở nồng độ thấp hơn nhiều nhưng ái lực của 1-MCP với thụ thể ethylene lại cao hơn khoảng 10 lần so với ethylene Cứ như vậy, 1-MCP sẽ chiếm chỗ của ethylene vĩnh viễn trên cơ quan thụ cảm Cơ quan thụ cảm mới

sẽ được hình thành sau đó và gắn kết với ethylene Bằng cách này, 1-MCP hoạt động như là một chất ức chế ethylene trong rau quả sau thu hoạch, nhờ vậy kìm hãm quá trình chín của rau quả Vì vậy, 1-MCP chỉ có tác dụng làm chậm chứ không ngăn chặn hoàn toàn các hoạt động sinh lý, hóa sinh của thực vật [34]

Tùy thuộc vào các yếu tố như nồng độ, thời gian và phương pháp xử lý (xông, ngâm,…) mà hiệu quả tác động của 1-MCP lên các tế bào thực vật là khác nhau Ở

một vài nghiên cứu cho thấy khi xử lý 1-MCP ở nồng độ quá cao có thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chín hoàn toàn cũng như chất lượng của quả [38] Bên cạnh đó,

độ già của quả cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của 1-MCP, nếu quả chín hoặc quá già thì 1-MCP không phát huy được nhiều tác dụng của nó [34]

1.9 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý chất kháng ethylene AVG và MCP trên thế giới và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài

1-1.9.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý AVG nhằm điều tiết sự tổng hợp ethylene trên thế giới và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài

1.9.1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý AVG trên thế giới

Các nước trên thế giới đã nghiên cứu bảo quản nhiều loại nông sản khác nhau bằng việc áp dụng chất kháng ethylene nhằm kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng Một số nghiên cứu gần nhất như sau:

Năm 2010, nghiên cứu của Salvatore và cs đã xử lý AVG với nồng độ 125 mg/l hoặc 250 mg/l hai tuần trước thu hoạch quả lê Kết quả cho thấy xử lý ở nồng độ 250 mg/l ức chế tốt quá trình sản sinh ethylene và giảm cường độ hô hấp quả lê [69]

Nghiên cứu của Burhan và cs (2012) đã xử lý AVG trên quả mận với nồng độ (100 và 500 mg/l) trước 4 tuần thu hoạch, kết hợp với bảo quản lạnh đã cho hiệu quả tốt đối với màu sắc quả, độ rắn chắc quả tăng lên, làm kéo dài thời gian bảo quản [41] Theo công bố của Khan và cs (2008) đã sử dụng AVG xử lý cận thu hoạch trên quả mận “Angelino” đã cho kết quả kéo dài thời hạn bảo quản thêm 3 ngày so với mẫu đối chứng không xử lý AVG [55]

Tarabih (2014) đã xử lý AVG ở nồng độ 200 ppm trong thời gian 5 phút trên quả lê Conte, đồng thời kết hợp xử lý với oxalic acid (5 mM) đã kìm hãm quá trình chín và kéo dài thời hạn bảo quản quả lên đến 90 ngày khi bảo quản lạnh và thêm 5 ngày ở nhiệt độ phòng [73]

Năm 2015, một hướng nghiên cứu khác của Burhan và cs khi xử lý AVG (400 mg/l) trên quả táo trước thu hoạch đã cho hiệu quả tốt hơn xử lý naphthaleneacetic acid (NAA) Kết quả cho thấy, xử lý AVG đã ức chế sinh tổng hợp ethylene trong táo giúp kéo dài thời gian bảo quản [41]

Một nghiên cứu của Tavallali và cs (2015) đã kết hợp xử lý AVG 250 mg/l, MCP 1 mg/l và bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thấp đối với quýt “Kinnow” cho kết quả kéo dài được 30 ngày [74]; Argenta và cs (2006) đã cho chất lượng quả táo được cải thiện rõ rệt khi sử dụng xử lý kết hợp giữa AVG và 1-MCP [32]

1-Một nghiên cứu gần đây nhất của Widodo và cs (2016) khi xử lý AVG (nồng độ 1,25 ppm trong thời gian 10 phút) kết hợp màng bao chitosan (2,5%) và bảo quản ở

nhiệt độ 21,53oC trên đối tượng chuối ‘Cavendish’ đã hạn chế tỷ lệ hao hụt khối lượng, làm giảm sự mềm quả, nâng cao chất lượng và kéo dài thời gian lưu trữ của chuối [77]

1.9.1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý AVG ở Việt Nam

Tại Việt Nam những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu quan tâm đến việc nghiên cứu ứng dụng các phương pháp xử lý có hiệu quả tốt lại mang tính an toàn cao như: chất kháng ethylene, bao bì, nhiệt độ,…; được tiến hành trên các đối tượng nông sản liên quan đến đề tài được trình bày dưới đây:

Công trình Phạm Văn Hiếu (2012) “Nghiên cứu ảnh hưởng của việc xử lý

Retain trước thu hái đến chất lượng cam Vinh bảo quản lạnh” đã xử lý AVG ở nồng

độ 830 ppm cho hiệu quả tốt sau 180 ngày đậu quả kéo dài thời gian thu hoạch thêm 2 tháng, cam rắn chắc, màu vàng tươi, giảm tỷ lệ rụng quả, chất lượng tốt [5]

Một kết quả khác của Nguyễn Văn Toản và cs (2010) khi nghiên cứu ảnh hưởng của các loại bao bì kết hợp xử lý chất kháng ethylene (AVG) ở giai đoạn cận thu hoạch đến quá trình sinh tổng hợp ethylene của chuối tiêu cho thấy bao bì LDPE

có độ dày 25 µm đã tạo được môi trường khí quyển cải biến (MAP) thích hợp và kìm hãm quá trình tạo khí ethylene nội sinh [24]

Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Công nghệ cao Thành phố Hồ Chí Minh đã áp dụng kết quả nghiên cứu của Lê Sĩ Ngọc và cs (2016) với việc xử lý AVG để bảo quản quả dưa lưới sau thu hoạch Dưa lưới được xử lý bằng AVG trước thu hoạch và bảo quản ở 10oC có thể bảo quản được 30 ngày, tăng 15 ngày so với dưa lưới không được xử lý Khi tiến hành xử lý AVG trên quả dưa lưới ở nồng độ 0,8 g/l sau 25 ngày dưa đậu quả, đã kéo dài thời hạn bảo quản lên đến 30 ngày Tỷ lệ hao hụt sau thu hoạch ít hơn nhiều so với dưa lưới không xử lý AVG [87]

Ngoài ra, Nguyễn Tuấn Minh và cs (2010) khi tiến hành nghiên cứu: chuối tiêu sau thu hái được nhúng dung dịch Retain nồng độ 830 ppm, thời gian 2 phút Cà chua được xử lý trước khi thu hoạch 16 ngày Kết quả cho thấy xử lý Retain có tác dụng ức chế hàm lượng ethylene nội sinh trong quá trình bảo quản và cải thiện độ chắc của quả Ngoài ra, xử lý Retain làm giảm tỷ lệ hư hỏng của chuối và cà chua sau 4 - 5 tuần bảo quản [7]

Với những tìm hiểu trên, chúng tôi nhận thấy tại Việt Nam chưa có công trình, bài báo nào công bố về ứng dụng xử lý AVG trên quả bơ Booth7 ở giai đoạn cận thu hoạch Vì vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ AVG (200 ppm, 400 ppm và 600 ppm) đến quá trình điều tiết ethylene trong quả bơ Booth7 sau thu hoạch

1.9.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý 1-MCP nhằm điều tiết sự tổng hợp ethylene trên thế giới và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài

1.9.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý 1-MCP trên thế giới

Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về tác động của 1-MCP đến thời

hạn bảo quản rau quả tươi sau thu hoạch như:

Kết quả thực nghiệm của Jeong và cs (2002) khi đánh giá tác động của 1-MCP đến các quá trình sinh lý xảy ra sau thu hoạch trên quả bơ cho thấy: chất lượng quả không thay đổi trong 12 ngày bảo quản đầu tiên khi quả được xử lý 1-MCP ở nồng độ 0,45 µl.l-1 trong 24 giờ ở nhiệt độ 20oC [52]

Bên cạnh đó, Adkins và cs (2005) cũng đã nghiên cứu trì hoãn sự chín của quả

bơ bằng chất 1-MCP tại Australia [29] Trong cùng năm đó, ở New Zealand, Allan và

cs (2005) đã tìm hiểu 1-MCP giúp giảm các tổn thương hóa lý trong quá trình bảo quản quả bơ ‘Hass’ [31]

Nghiên cứu mới đây nhất của Choi và cs (2008) đã tiến hành ngâm cà chua ở các nồng độ 50, 200, 400, 600 ppb trong 1 phút và bảo quản ở 20oC, đã xác định được rằng ở nồng độ 600 ppb đã làm ức chế cường độ hô hấp, sản sinh ethylene, màu sắc bề mặt cũng như hoạt tính của lycopene và polygalacturonase (PG) [42]

Năm 2010, tác giả Marcio đã nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung dịch MCP (225, 450, 900 ppb) xử lý trong 1 hoặc 2 phút ở 20oC đến 2 giống bơ ‘Booth7’

1-và ‘Booth8’ Kết quả cho thấy việc ngâm trong dung dịch 1-MCP đã trì hoãn được sự thay đổi màu vỏ quả và làm chậm sự hô hấp và sản sinh ethylene Tuy nhiên, nồng độ

900 ppb lại gây ra sự chín không đều trong quả bơ [65]

Kết quả nghiên cứu của tác giả Xuewen và cs (2011) trên đối tượng quả mướp Hami cho thấy: xử lý 1-MCP tại nồng độ 1 ppm đã làm giảm đáng kể cường độ sản sinh ethylene, ức chế sự tích tụ của acid 1-aminocyclopropane-1-cacboxylic (ACC) và duy trì hoạt động thấp hơn của ACC synthase và ACC oxydase [78]

Nghiên cứu được công bố gần đây nhất của tác giả 1Berry và cs (2015) cho thấy

xử lý 1-MCP nồng độ 75 μg/l trong 1 phút trên quả bơ ‘Monroe’ bằng cách ngâm quả trong dung dịch 1-MCP đã kéo dài thời gian đạt đỉnh hô hấp thêm 6 ngày so với mẫu không xử lý [34]

1.9.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý 1-MCP ở Việt Nam

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Minh Nam và cs (2012) cho thấy bơ xông chế phẩm 1-MCP 500 ppm trong thời gian 13 giờ 30 phút và bảo quản ở nhiệt độ thường (25 - 30oC), độ ẩm 85 - 90% có chất lượng tốt nhất, tỷ lệ tổn thất nhất so với các mẫu còn lại sau 12 ngày bảo quản [9]

Trên đối tượng quả vải thiều, kết quả thực nghiệm của Nguyễn Phan Thiết và Nguyễn Thị Bích Thủy (2012) khi xông 1-MCP trong 12 giờ ở nồng độ 600 ppb cho thấy hao hụt khối lượng tự nhiên của quả đã được hạn chế đáng kể Bên cạnh

đó, xử lý còn giữ được chất lượng vải tốt hơn so với quả không xử lý và xử lý ở các nồng độ khác [20]

Nguyễn Đắc Quỳnh Anh (2014), khi xử lý 1-MCP bằng phương pháp xông ở nồng

độ 300 ppb kết hợp với bảo quản ở 8oC, độ ẩm tương đối 85 - 90% đã kéo dài thời gian bảo quản quả bơ đến 26 ngày so với chỉ 5 ngày khi bảo quản ở điều kiện thường [1]

Vì vậy, trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nồng

độ xử lý 1-MCP (450 ppb, 480 ppb, 500 ppb và 540 ppb) đến quá trình sinh tổng hợp ethylene nhằm kéo dài thời hạn bảo quản quả bơ Booth7 sau thu hoạch

Bên cạnh đó, theo tác giả Hoàng Mạnh Cường (2010) đã bước đầu đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến bảo quản quả bơ tại Đăk Lăk, ở nhiệt độ 8oC cho thời gian bảo quản dài nhất (18 ngày) và hao hụt trọng lượng thấp nhất (2,47%) [2] Do

đó, trong nghiên cứu này chúng tôi chọn nhiệt độ 8oC và độ ẩm 85 - 90% để bảo quản quả bơ Booth7

1.9.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xử lý kết hợp AVG và 1-MCP trên thế giới

và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài

Mặc dù các phương pháp đã được nghiên cứu, ứng dụng khá nhiều nhưng kết quả vẫn chưa có sự chuyển biến lớn, đột phá về mặt hiệu quả Các nghiên cứu chỉ mang tính riêng lẻ về tác động của mỗi chất (AVG hoặc 1-MCP) Do đó, các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam cũng đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu kết hợp các phương pháp này một cách thích hợp, vừa có tính ứng dụng vừa mang lại hiệu quả bảo quản được cao hơn

Hiroko Hayama và cs (2008) đã tiến hành xử lý AVG (150 mg.l-1) với cây đào

“Akatsuki” và “Kawanakajima Hakuto” đồng thời kết hợp xử lý với 1-MCP (1 l.l-1) Kết quả là các quá trình sinh lý, hoá sinh xảy ra trong quả sau thu hoạch đều bị kìm hãm Điều đó có nghĩa quá trình chín bao gồm sự mềm hóa và những thay đổi về màu sắc bị ức chế nên xảy ra chậm lại Do đó, quả vẫn duy trì được độ cứng và màu sắc sau thu hoạch [47]

Một nghiên cứu khác của Tavallali và cs (2015) đã kết hợp xử lý AVG và MCP để nâng cao chất lượng quýt “Kinnow” trong quá trình bảo quản lạnh Phương pháp này sử dụng kết hợp AVG (nồng độ 250 mg/l, 500 mg/l) và 1-MCP 1 mg/l để bảo quản kết hợp với nhiệt độ lạnh Kết quả thu được độ cứng của quả trong thời gian bảo quản được duy trì tốt, giảm khả năng bị tổn thương lạnh, tổn thất khối lượng quả sau 30 ngày khi xử lý AVG (250 mg/l) kết hợp 1-MCP [74]

1-Hai giống táo “Royal Gala” và “Imperial Gala” được xử lý AVG với hàm lượng

120 g/ha ở thời điểm 4 tuần trước khi thu hoạch, sau đó mẫu được xử lý 1 l/l (1-MCP) vào ngày thu hoạch và bảo quản trong không khí (0,5oC) hoặc trong khí quyển kiểm soát (CA, 1,5 kPa O2 + 2,5 kPa CO2 ở mức 0,5oC) Kết quả cho thấy việc xử lý bằng AVG làm chậm quá trình chín trên cây như giảm hàm lượng etylen, tăng độ cứng, màu sắc vỏ quả so với mẫu đối chứng không xử lý AVG và AVG có tác dụng tốt khi xử lý kết hợp với 1-MCP) [32]

Tuy nhiên, các công trình còn rất hạn chế, tại Việt Nam cho đến nay chỉ có Nguyễn Ngữ và cs (2010) đã tiến hành xử lý AVG ở nồng độ 1.000 ppm vào ngày thứ 30 trước thu hoạch kết hợp xử lý với 1-MCP 1 ppm trên đối tượng quả vú sữa; kết quả cho phép kéo dài thời gian bảo quản đến 3 tuần, chất lượng quả có độ đồng đều tương đối về màu sắc và trọng lượng [11]

1-Với tổng quan tình hình nghiên cứu nêu trên, nội dung đề tài này tập trung vào

- Đề xuất được quy trình công nghệ mới bảo quản tươi quả bơ sau thu hoạch

- Đánh giá cảm quan chất lượng bơ sau thời gian bảo quản bằng phương pháp

xử lý kết hợp AVG và 1-MCP ở điều kiện nhiệt độ thấp

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Nguyên liệu

Nguyên liệu: quả bơ Booth7, được thu hái từ vườn bơ thuộc công ty TNHH Trịnh Mười, tỉnh Đăk Lăk Thời điểm thu hái quả từ 230 - 240 ngày sau khi ra hoa, sau thu hái được vận chuyển ngay về phòng thí nghiệm Công nghệ sau thu hoạch, Khoa

Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế để xử lý và bảo quản

Hình 2.1 Nguyên liệu bơ sau thu hoạch 2.1.2 Thiết bị và hóa chất

- Cân kỹ thuật Scout Pro SPS2001F, sản xuất tại Trung Quốc, độ chính xác 0,01 g

- Khúc xạ kế cầm tay PAL-1, được sản xuất tại Nhật Bản

- Máy ly tâm lạnh hiệu Universal 320R, sản xuất tại Đức

- Tủ sấy chân không hiệu UNB-500, xuất xứ từ Đức

- Tủ sấy hiệu Memmert, sản xuất tại Đức