Quy trình bảo quản cam sau thu hoạch bằng chitosan kết hợp poly vinyl alcohol

Tình hình sản xuất và tiêu thụ

Cam là một trong những loại trái cây đặc sản lâu năm của Việt Nam bởi giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao. Trong những năm gần đây, diện tích và sản lượng trồng cam ở nước ta ngày càng được mở rộng. Tuy nhiên, sản lượng cam tăng nhưng giá trị vẫn thấp, do sản lượng thu hoạch tuy lớn nhưng chỉ tập trung trong khoảng thời gian ngắn. Dù cam có thời gian bảo quản tương đối dài so với các loại trái cây nhiệt đới và cận nhiệt đới khác nhưng vẫn có thể bị tổn thất sau thu hoạch nếu không được xử lý và bảo quản đúng cách.

Hiện trên thế giới và Việt Nam có nhiều phương pháp bảo quản cam như: bảo quản bằng hóa chất, bảo quản bằng nhiệt độ thấp, phương pháp khí quyển cải biến, bảo quản bằng chiếu xạ,… Tuy nhiên, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến vấn đề an toàn thực phẩm, hướng đến các loại quả sạch (từ khâu trồng đến khâu bảo quản chế biến), trong đó khâu bảo quản theo hướng an toàn, sử dụng các biện pháp sinh học.

Một số polymer sinh học đã được khai thác để phát triển vật liệu đóng gói thực phẩm thân thiện. Trong đó, chitosan là polymer sinh học có khả năng tạo màng và hiệu quả kháng vi sinh vật tốt, chống lại vi khuẩn và nấm. Chitosan có thể kết hợp với các vật liệu khác như PVA, cellulose,… để tạo màng có chất lượng tốt, vừa có khả năng kháng khuẩn, vừa làm tăng độ dai, độ dẻo, độ bền. PVA là polymer tổng hợp tan trong nước, do dễ chuẩn bị, phân hủy sinh học tốt, kháng hóa chất và tính chất cơ học tốt, nên được sử dụng trong nhiều ứng dụng vật liệu sinh học. Việc phối trộn chitosan với PVA có thể cải thiện tính chất cơ học của màng và tạo ra loại màng thân thiện với môi trường, được ứng dụng để bảo quản thực phẩm, giúp kéo dài thời gian bảo quản, dần thay thế các chất bảo quản có nguồn gốc hóa học, an toàn hơn cho người sử dụng.

Quy trình và phương pháp thực hiện

Quy trình tạo hỗn hợp chitosan/PVA

Diễn giải quy trình:

Chitosan chiết xuất từ vỏ tôm được sản xuất ở công ty Chitoworld tại Khu công nghiệp Tân Tạo, huyện Bình Chánh, TP.HCM. Polyvinyl alcohol (PVA) sử dụng là sản phẩm của hãng SD Fine – Ấn Độ. Chitosan (230g) được hòa tan vào 10L acid acetic loãng (1%), hòa 18,8L nước và 200 ml acid acetic đậm đặc trong chậu nhựa thể tích 40L (chậu có vạch chia thể tích), khuấy đều và đồng hóa bằng máy IKA 18 tốc độ khuấy 4.000 vòng/phút trong 15 phút, sau đó lọc dung dịch qua lưới lọc có kích thước 100 mesh.

PVA (200g) được hòa tan trong 9L nước, khuấy đều và đồng hóa bằng máy IKA 18 tốc độ khuấy 4.000 vòng/phút trong 15 phút. Phối trộn dung dịch chitosan và PVA đã chuẩn bị trước đó, bổ sung thêm vào hỗn hợp 20g glycerol, khuấy đều, chỉnh pH hỗn hợp về 5,5 bằng NaOH 10%, bổ sung thêm acid acetic loãng (1%) đến thể tích 20L, tiếp tục đồng hóa bằng máy IKA 18 tốc độ khuấy 4.000 vòng/phút trong 15 phút, sau đó lọc hỗn hợp qua lưới lọc có kích thước 100 mesh, thu được hỗn hợp chứa 1,15% chitosan, 0,39% PVA (w/v)..

Quy trình thu hoạch, xử lý, bảo quản cam sành sau thu hoạch bằng hỗn hợp chitosan/PVA

Diễn giải quy trình:

Thu hoạch: cam được thu hoạch khi vỏ có màu đỏ cam 1/4-1/3 diện tích vỏ quả, còn cuống khoảng 4-5 cm, vào lúc sáng sớm hoặc chiều mát. Cần thu hoạch đúng độ chín, không thu hoạch sớm khi trái chưa đủ độ trưởng thành hoặc muộn khi trái đã chuyển sang qua giai đoạn chín vì sẽ ảnh hưởng rất lớn đến thời gian tồn trữ sau thu hoạch. Dụng cụ thu hoạch thường là dùng dao, kéo. Phương pháp thu hoạch thủ công (bằng tay). Khi thu hoạch chỉ cắt một nhát, không cắt thành nhiều lần; nhẹ nhàng, tránh trầy xước làm giảm chất lượng trái, giảm thời gian bảo quản sau thu hoạch. Thu hoạch xong phải đưa sớm về nơi tập trung.
Phân loại: cam sau thu hoạch sẽ được phân loại, đồng thời loại bỏ những trái bị sâu bệnh để thuận tiện cho công đoạn đóng gói, bảo quản và vận chuyển, tránh hiện tượng bị nhiễm chéo. Yêu cầu tối thiểu của cam sành khi thu hoạch là trái phải còn nguyên vẹn, chắc, không bị dập, cuống còn tươi, không bị sâu bệnh.
Xử lý: cam sau khi được phân loại sẽ được xử lý sơ bộ, rửa bằng nước để loại bỏ đất cát, bụi bẩn bám trên vỏ, đồng thời cắt ngắn cuống để tránh gây tổn thương cho những trái cam khác trong quá trình bảo quản.
Nhúng: cam sẽ được xếp ngay ngắn vào rổ (xếp không quá 3 lớp cam) và nhúng trực tiếp vào bồn 50 lít chứa hỗn hợp chitosan/PVA đã được chuẩn bị trước đó với thời gian nhúng là 4 phút. Trong lúc nhúng cần lưu ý sao cho tất cả các trái cam được nhúng đều trong hỗn hợp, thời gian được tính từ lúc tất cả các trái cam được nhúng chìm trong hỗn hợp.

Để ráo: sau khi nhúng được 4 phút, rổ cam sẽ được lấy ra, để ráo bằng quạt trong thời gian 1–2 giờ cho đến khi vỏ ráo hoàn toàn.
Đóng gói: cam sành sau khi để ráo sẽ được xếp vào thùng carton có kích thước 40x25x20 cm. Thùng có 6 lỗ thông gió kích thước 2,5 cm2, xếp tối đa 3 lớp cam để hạn chế va chạm trong quá trình vận chuyển, bốc dỡ.
Bảo quản: sau khi đóng gói trong thùng carton, cam sẽ được bảo quản ở điều kiện nhiệt độ phòng (30 ± 2oC, 80 ± 5% RH).

Ưu điểm của công nghệ, hiệu quả kinh tế

Hỗn hợp chitosan/PVA có khả năng kháng được các chủng nấm Penicillium sp., Aspergillus niger, Rhizopus delemar, Colletotrichum sp. gây hư hỏng cam sau thu hoạch. Nồng độ ức chế tối thiểu lần lượt là: 1,15% chitosan + 0,39% PVA; 0,83% chitosan + 0,56% PVA; 1,1% chitosan + 0,37% PVA; 0,41% chitosan + 0,41% PVA.

Hỗn hợp chứa 1,15% chitosan + 0,39% PVA được đựng trong lọ thủy tinh, nắp nhôm bảo quản ở điều kiện nhiệt độ phòng, tránh ánh sáng trực tiếp có thể bảo quản được hơn 3 tháng, sau 3 tháng bảo quản hỗn hợp vẫn có khả năng tạo màng tốt. Xử lý bao màng quả cam sành bằng hỗn hợp chứa 1,15% chitosan + 0,39% PVA với thời gian nhúng là 4 phút thích hợp nhất cho mẫu cam có tỷ lệ hao hụt khối lượng thấp, chất lượng cảm quan tốt, thời gian bảo quản lâu (14,18 ± 0,82 ngày).

Chi phí để pha 100 lít hỗn hợp chitosan/PVA là 2,725 triệu đồng. Áp dụng công nghệ sẽ tăng giá thành của cam thêm 27 đồng/kg cam so với không xử lý, nhưng sản phẩm sau khi xử lý, đóng gói cho mẫu mã đẹp, chất lượng cao, giữ được giá trị dinh dưỡng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, kéo thời gian bảo quản quả cam lên gấp gần 2 lần, giảm tỷ lệ hao hụt sau thu hoạch, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Quy trình có thể ứng dụng cho sản xuất quy mô lớn và dùng cho một số loại nông sản khác.

Thông tin liên hệ chuyên gia, hỗ trợ

1. ThS. Lê Sĩ Ngọc

ĐT: 0987 892 720. Email: [email protected]

2. ThS. Phạm Thị Hà Vân

ĐT: 0903 239 172. Email: [email protected]

3. Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp Công nghệ cao TP.HCM

Địa chỉ: Ấp 1, xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi, TP.HCM. Điện thoại: 028 3886 2726.

Lam Vân (CESTI)