Nghiên cứu bảo quản một số rau quả bằng kỹ thuật bao gói khí điều biến

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CAO VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN MỘT SỐ RAU QUẢ BẰNG KỸ THUẬT BAO GÓI KHÍ ĐIỀU BIẾN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CAO VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN MỘT SỐ RAU QUẢ BẰNG KỸ THUẬT BAO GÓI KHÍ ĐIỀU BIẾN Chuyên ngành: Công nghệ bảo quản và sơ chế nông lâm sản sau thu hoạch Mã số LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1.
- PGS.TS Phạm Công Thành 2.
- PGS.TS.
- Nguyễn Kim Vũ HÀ NỘI - 2008 LỜI CẢM ƠN Với tất cả sự kính trọng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sấu sắc tới PGS.TS Phạm Công Thành - Phó Viện Trưởng Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực Phẩm – Trường Đại học Bách khoa Hà nội, PGS.
- TS Nguyễn Kim Vũ - Nguyên Viện Trưởng Viện Công nghệ Sau Thu hoạch, PGS.
- TSKH Phan Thanh Tịnh - Viện Trưởng Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch Là những người Thầy luôn tận tâm cho thế hệ sau của sự nghiệp khoa học, đã dìu dắt, chỉ bảo tận tình chu đáo cho tôi trong nhiều năm tháng học tập cũng như trong suốt quá trình làm luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể Bộ môn Bảo quản và các cán bộ Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã luôn quan tâm giúp đỡ, động viên để tôi hoàn thành được đề tài trong lĩnh vực chuyên ngành này Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể Ban Giám Hiệu, Trung tâm Đào tạo và Bồi dưỡng Sau Đại học, Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm và Sau thu hoạch - Trường Đại Học Bách Khoa Hà nội đã giúp đỡ tôi về nhiều mặt Tôi xin Trân Trọng cảm ơn GS.TSKH Hoàng Văn Huây - Nguyên Thứ Trưởng Bộ Khoa học & Công nghệ, Chủ nhiệm Chương Trình KC 06, TS Lê Minh Sắt - Phó Vụ Trưởng Vụ Các ngành Kinh tế Kỹ thuật Bộ Khoa học & Công nghệ, TS Trần Thị Mai - Phó Viện Trưởng Viện Cơ điện NN và Công nghệ STH, PGS.TS Hà Văn Thuyết, PGS.TS Bùi Đức Hợi, PGS.TS Nguyễn Văn Thịnh, PGS.TS Nguyễn Xuân Phương, PGS.TS Lâm Xuân Thanh - Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà nội đã định hướng giúp đỡ cho tôi hoàn thành chương trình nghiên cứu này Nhân dịp này, cho phép tôi được cảm ơn nhiều đến gia đình, người thân và bạn bè đã động viên, giúp đỡ để tôi hoàn thành công trình này LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi có cộng sự với một số đồng nghiệp Bộ môn Bảo quản – Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch.
- Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác Tác giả Luận án Cao Văn Hùng i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii MỞ ĐẦU ix ii iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt Nghĩa tiếng Anh ATTP An toàn thực phẩm BQ Bảo quản CA Môi trường khí điều chỉnh Controlled Atmosphere Cs Cộng sự et al CV Hệ số lệch Coeficient of Variation ĐC Đối chứng EMA Môi trường khí điều biến cân bằng Equilium Modified Atmosphere EVA Etylen vinyl axetat Ethylene Vinyl Acetate EVOH Etylen vinyl alcohol Ethylene Vinyl Alcohol h Giờ Hour HDPE Polyethylen mật độ cao High Density Polyethylene HL Hàm lượng LLDPE Polyethylen mật độ thấp thẳng Linear Low Density Polyethylene LDPE Polyethylen mật độ thấp Low Density Polyethylene LSD Sự sai khác có ý nghĩa nhỏ nhất Least Significant Difference MA Môi trường khí điều biến Modified Atmosphere MAP Bao gói khí điều biến Modified Atmosphere Packaging MDPE Polyetylen mật độ trung bình Medium Density Polyethylene PCI Chỉ số mầu của vỏ (chuối) Peel Color Index PB Polybutylen Polybuthylene PE Polyethylen Polyethylene PEmpCH Polyethylen vi lỗ ký hiệu CH Polyethylene Micro Perforated, code CH PEmpSX Polyethylen vi lỗ ký hiệu SX Polyethylene Micro Perforated, code SX iv PO Polyolefin Polyolefine PP Polypropylen Polypropylene Pt Phương trình PVB Polyvinyl butyral Polyvinyl Buthyral PVC Polyvinyl clorua Polyvinyl Chloride PVDC Polyvinylidene clorua Polyvinylidene chloride OTR OTR hoặc dẫn ôxy Oxygen Transmission Rate RQ Hệ số hô hấp Respiratory Quotient R2 Hệ số tương quan Percentage variance accounted for STH Sau thu hoạch TB Trung bình TSS Tổng số chất khô hòa tan Total Soluble Solids Vit.
- C Vitamin C hoặc axit ascorbic Vitamin C hoặc ascorbic acid WTO Tổ chức Thương mại Thế giới World Trade Organization 1-MCP 1-metyl cyclo propen 1-methyl cychlo propene v DANH MỤC CÁC BẢNG Số Bảng Tên Bảng Trang 1.1 Ảnh hưởng của BQ trong CA và không khí thường đến Vitamin của tỏi tây 32 1.2 Ảnh hưởng của nhóm chức đến độ thấm khí O2 35 1.3 Ảnh hưởng của mật độ tinh thể đến độ thấm khí O2 35 2.1 Giá trị đơn vị mg/ml CO2 và O2 theo nhiệt độ 56 2.2 Tạo độ ẩm tương đối không khí bằng các dung dịch muối khác nhau 59 2.3 Chất lượng cảm quan 62 2.4 Hệ số quan trọng 62 2.5 Hệ số của các a xit 63 3.1 Độ thấm khí O2 và CO2 của các màng chất dẻo ở các độ dầy và nhiệt độ 65 3.2 Hệ số bO2 và bCO2 ở các nhiệt độ khác nhau của các màng chất dẻo 75 3.3 Hệ số thấm thực nghiệm của màng chất dẻo theo độ dầy và nhiệt độ 79 3.4 Đặc tính lý, hóa cam, chuối, đậu cô ve, cần tây 80 3.5 Cường độ hô hấp của cam và chuối 82 3.6 Cường độ hô hấp của đậu cô ve và cần tây 83 3.7 Ảnh hưởng của đơn yếu tố khí O2 và CO2 đến tỉ lệ tổn thất cam và chuối 85 3.8 Ảnh hưởng của đơn yếu tố khí O2 và CO2 đến tỉ lệ tổn thất đậu cô ve và cần tây 86 3.9 a Mức và khoảng biến thiên của các thông số cam, chuối, đậu cô ve, cần tây 88 3.9 b Kết quả thí nghiệm đa yếu tố khí O2 và CO2 đến tổn thất của cam, chuối, đậu cô ve, cần tây 89 3.10 Kết quả tính toán MAP cho cam, chuối, đậu cô ve, cần tây 93 3.11 Diễn biến nồng độ khí O2 và CO2 trung bình bên trong gói cam bằng OTR 60µm 96 3.12 Diễn biến nồng độ khí O2 và CO2 trung bình bên trong gói chuối bằng 97 vi màng PEmpSX 5µm 3.13 Diễn biến nồng độ khí O2 và CO2 trung bình bên trong gói đậu cô ve bằng PEmpCH 40 µm 98 3.14 Diễn biến nồng độ khí O2 và CO2 trung bình bên trong gói cần tây bằng PEmpCH 15µm 98 3.15 Chất lượng cam bảo quản MAP 102 3.16 Chất lượng chuối bảo quản MAP 103 3.17 Chất lượng đậu cô ve bảo quản MAP 104 3.18 Chất lượng cần tây bảo quản MAP 105 3.19 Tiêu chuẩn nguyên vật liệu 107 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số Hình Tên Hình Trang 1.1 Sơ đồ thấm khí của plastic film 36 1.2 Sơ đồ minh họa MAP 44 2.1 Sơ đồ xác định cường độ hô hấp theo phương pháp hở 56 2.2 Sơ đồ xác định CA 57 2.3 Phân loại mầu sắc chuối theo CPI 61 3.1.a Quan hệ giữa độ thấm khí O2 và độ dầy của PE 67 3.1.b Quan hệ giữa độ thấm khí CO2 và độ dầy của PE 67 3.1.c Quan hệ giữa độ thấm khí O2 và độ dầy của LDPE 67 3.1.d Quan hệ giữa độ thấm khí CO2 và độ dầy của LDPE 67 3.1.e Quan hệ giữa độ thấm khí O2 và độ dầy của LLDPE 68 3.1.f Quan hệ giữa độ thấm khí CO2 và độ dầy của LLDPE 68 3.1.g Quan hệ giữa độ thấm khí O2 và độ dầy của PEmpCH 68 3.1.h Quan hệ giữa độ thấm khí CO2 và độ dầy của PEmpCH 68 3.1.i Quan hệ giữa độ thấm khí O2 và độ dầy của PEmpSX 69 3.1.j Quan hệ giữa độ thấm khí CO2 và độ dầy của PEmpSX 69 3.1.k Quan hệ giữa độ thấm khí O2 và độ dầy của HDPE 69 3.1.l Quan hệ giữa độ thấm khí CO2 và độ dầy của HDPE 69 3.1.m Quan hệ giữa độ thấm khí O2 và độ dầy của PP 70 3.1.n Quan hệ giữa độ thấm khí CO2 và độ dầy của PP 70 3.1.p Quan hệ giữa độ thấm khí O2 và độ dầy của OTR 70 3.1.q Quan hệ giữa độ thấm khí CO2 và độ dầy của OTR 70 3.2.a Quan hệ giữa hệ số bO2 và bCO2 với nhiệt độ của PE 76 3.2.b Quan hệ giữa hệ số bO2 và bCO2 với nhiệt độ của LDPE 76 viii 3.2.c Quan hệ giữa hệ số bO2 và bCO2 với nhiệt độ của LLDPE 76 3.2.d Quan hệ giữa hệ số bO2 và bCO2 với nhiệt độ của PEmpCH 76 3.2.e Quan hệ giữa hệ số bO2 và bCO2 với nhiệt độ của PempSX 77 3.2.f Quan hệ giữa hệ số bO2 và bCO2 với nhiệt độ của HDPE 77 3.2.g Quan hệ giữa hệ số bO2 và bCO2 với nhiệt độ của PP 77 3.2.h Quan hệ giữa hệ số bO2 và bCO2 với nhiệt độ của OTR 77 3.3 Cường độ hô hấp của cam, chuối, đậu cô ve, cần tây 84 3.4 a Ảnh hưởng của đơn yếu tố O2 đến tỉ lệ tổn thất 86 3.4 b Ảnh hưởng của đơn yếu tố CO2 đến tỉ lệ tổn thất 86 3.5 Diễn biến nồng độ O2 và CO2 bên trong gói cam bằng OTR 60µm 99 3.6 Diễn biến nồng độ O2 và CO2 bên trong gói chuối bằng PEmpSX 5µm 99 3.7 Diễn biến nồng độ O2 và CO2 bên trong gói đậu cô ve bằng PEmpCH 40µm 99 3.8 Diễn biến nồng độ O2 và CO2 bên trong gói cần tây bằng PEmpCH 15µm 99 ix MỞ ĐẦU Rau quả là sản phẩm có vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp và tiêu dùng nước ta, nó là nguồn cung cấp dinh đưỡng, đặc biệt là vi chất (vitamin, khoáng) cho người tiêu dùng và đóng góp giá trị cho nền kinh tế.
- Mức tăng trưởng của ngành rau quả đã tăng nhanh kể từ năm 2000 và sẽ tiếp tục tăng.
- Chất lượng rau quả được sản xuất trong nước còn tương đối thấp, đặc biệt là chất lượng sau thu hoạch, vẫn tồn tại những nghi ngại về độ ATTP do bảo quản bằng phương pháp hóa học, chưa đáp ứng được thời gian bảo quản phục vụ cho quá trình lưu thông dài ngày.
- Điều này có ý nghĩa quan trọng khi nước ta hội nhập WTO với sản phẩm rau quả mang tính cạnh tranh cao được lưu thông trên phạm vị thế giới.
- Cho đến nay, huớng nghiên cứu về bảo quản rau quả tươi nước ta chủ yếu tập trung vào bảo quản nhiệt và hóa chất.
- Việc sử dụng bao bì màng chất dẻo để bao gói, bảo quản rau quả đã được tiến hành nhưng chưa được tính toán lựa chọn đúng bao bì cần thiết.
- Trong khi đó, trên thế giới đã có bước tiến lớn về bảo quản rau quả tươi bằng môi trường khí điều chỉnh (control atmosphere – CA), môi trường khí điều biến (modified atmosphere – MA).
- Đây là những phương pháp bảo quản rau quả tươi tiên tiến nhằm gìn giữ được bản sắc tự nhiên của rau quả, hạn chế sử dụng hóa chất trong quá trình bảo quản và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Thay vì cách tạo ra kho CA và MA đắt tiền, có cách ứng dụng đơn giản, rẻ hơn trong thực tế là sử dụng bao bì màng chất dẻo để tạo ra môi trường CA và MA theo yêu cầu mong muốn khi bao gói rau quả, cách này được gọi là bao gói tạo môi trường khí điều biến (modified atmosphere packaging - MAP).
- Với ưu việt trên, việc phát triển MAP ở Việt Nam một cách toàn diện là giải pháp tốt cho các sản phẩm rau quả sau thu hoạch phù hợp với đặc tính rau quả nhiệt đới, bán nhiệt đới của nước ta là khả thi.
- Vì vậy, việc “Nghiên cứu bảo quản một số rau quả bằng kỹ thuật bao gói khí điều biến” là cần thiết Mục đích, yêu cầu của đề tài: Ứng dụng kỹ thuật MAP để bảo quản 4 loại rau quả (cam, chuối, đậu cô ve và cần tây) nhằm kéo dài thời gian bảo quản, giảm tổn thất sau thu hoạch, đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Xác định độ thấm khí O2 và CO2 của một số loại bao bì sản xuất hiện tại ở trong nước và mối quan hệ của nó với độ dầy bao bì và nhiệt độ  Xác định cường độ hô hấp và môi trường khí điều chỉnh CA phù hợp cho từng loại rau quả tại nhiệt độ bảo quản xác định  Từ những kết quả trên, giải bài toán quan hệ giữa 7 yếu tố của rau quả và bao bì.
- Đó là độ thấm khí O2 và CO2 của bao bì với các yếu tố khác như Cường độ hô hấp, Môi trường khí điều chỉnh (CA), Khối lượng rau quả, diện tích bề mặt bao bì, độ dầy bao bì tại nhiệt độ bảo quản xác định.
- Thí nghiệm kiểm tra kết quả bảo quản MAP Phạm vi và đối tượng nghiên cứu: Do đối tượng nghiên cứu là bảo quản cam, chuối, đậu cô ve, cần tây bằng bao gói khí điều biến rất rộng và phong phú ở nước ta, nên đề tài giới hạn trong phạm vi nguyên liệu là: Cam sành được trồng tại Hà giang.
- Đậu cô ve leo xanh và Cần tây được trồng tại ngoại thành xi Hà nội.
- Các loại rau quả trên được bao gói bằng một trong 8 loại bao bì màng chất dẻo chính đang phổ biến được sản xuất trong nước.
- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Lựa chọn bao bì phù hợp và chính xác để bảo quản rau quả là kết quả của giải bài toán mối quan hệ các yếu tố, thông số của rau quả và bao bì bao gói như cường độ hô hấp, môi trường khí điều chỉnh, khối lượng rau quả, độ thấm khí bao bì, diện tích bao bì, độ dầy bao bì tại một nhiệt độ xác định sao cho tạo ra môi trường khí điều chỉnh tối ưu bên trong bao gói rau quả để hạn chế quá trình hô hấp nhằm kéo dài thời gian bảo quản là có ý nghĩa khoa học cao trong bao gói bảo quản rau quả.tươi.
- Kết quả đề tài mở ra ứng dụng cho nhiều loại rau quả và nhiều loại bao bì màng chất dẻo khác.
- Bằng cách lựa chọn tính chính xác và phù hợp cho bảo quản từng loại rau quả với từng loại bao bì khác nhau đáp ứng được nhu cầu thực tiễn sản xuất là kéo dài thời dài thời gian bảo quản và đảm bảo chất lượng trong quá trình bảo quản đó Luận án được chia thành 3 chương có 27 bảng, 36 hình vẽ, đồ thị.
- Tổng quan bao gồm kết quả nghiên cứu về hô hấp rau quả, bảo quản trong môi trường khí điều chỉnh, độ thấm khí bao bì màng chất dẻo và bao gói khí điều biến, bảo quản cam, chuối, đậu cô ve, cần tây Chương 2.
- Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu bao gồm nguyên liệu, phương pháp nghiên cứu, phương pháp phân tích chất lượng sản phẩm, phương pháp xử lý số liệu và các thiết bị sử dụng cho nghiên cứu Chương 3.
- Kết quả và thảo luận bao gồm xác định độ thấm khí O2, CO2 của 8 loại màng chất dẻo chính đang phổ biến ở Việt nam.
- Xác định đặc tính lý hóa, cường độ hô hấp, thành phần khí điều chỉnh thích hợp của cam, chuối, đậu cô ve, cần tây.
- xii Tính toán bao bì bao gói cam, chuối, đậu cô ve, cần tây.
- Xác định qui trình bảo quản và ứng dụng vào sản xuất Kết luận và kiến nghị Kết quả nghiên cứu được tác giả công bố gồm 4 bài báo, trong đó 3 bài đã được đăng trên Tạp chí Nông nghiệp và PTNT năm và 1 bài đăng trong kỷ yếu của Bộ Nông nghiệp và PTNT-Viện Công nghệ sau thu hoạch do Trung tâm Thông tin Nông nghiệp và PTNT xuất bản năm 2002

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt