Tìm hiểu về kỹ thuật CA trong bảo quản rau quả tươi. Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, thành phần không khí trong bảo quản rau quả tươi bằng CA

05140069 Lời mở đầu. Hiện trạng sử dụng kỹ thuật CA. Lã Thị Ngọc Huyền 2005140223 Một số thiết bị trong kỹ thuật CA. Ứng dụng. Nguyễn Thu Thảo 2005140527 Ảnh hưởng của thành phần không khí. Phan Thị Trinh 2005140675 Ảnh hưởng của thành phần không khí. Một số thiết bị trong kỹ thuật CA. LỜI MỞ ĐẦU Rau là nguồn thực phẩm không thể thiếu được trong khẩu phần ăn của mọi người và cũng là thực phẩm không thể thay thế được, đặc biệt rau tươi là sản phẩm được mọi người sử dụng thường xuyên vì cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể vì vậy sản xuất và tiêu thụ rau ở nước ta cũng như trên thế giới đang tăng nhanh trong những năm gần đây. Cùng với việc tăng năng suất, chất lượng và sản lượng cây trồng thì công nghệ sau thu hoạch đối với rau cũng rất quan trọng. Ở nước ta tính trung bình tổn thất sau thu hoạch đối với cây có hạt khoảng 10% đối với cây củ là 10-20% và đối với rau quả là 10-30% vì vậy công nghệ bảo quản sau thu hoạch là vô cùng quan trọng. Nó giúp chúng ta giảm được hiện tượng “mất mùa trong nhà”, giảm được tổn thất về số lượng và chất lượng, đồng thời đóng góp tích cực trong việc duy trì chất lượng nông sản. Có nhiều phương pháp để bảo quản rau tươi và mỗi phương đều có những ưu nhược điểm khác nhau tùy vào mục đích sử dụng và từng loại thực phẩm mà ta áp dụng phương pháp bảo quản cho phù hợp. Bài tiểu luận sau đây sẽ giới thiệu một trong những phương pháp bảo quản rau quả, đó là phương pháp controlled atmosphere (CA). CA áp dụng kỹ thuật điều chỉnh khí sao cho rau quả giữ được độ tươi lâu hơn phù hợp với nhu cầu tiêu dùng, vấn đề kinh tế và mang lại hiệu quả cao khi áp dụng. NỘI DUNG HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT CA Hiện nay công nghệ bảo quản các mặt hàng nông sản ở Việt Nam vẫn còn sơ khai, dù trước đó một số phương pháp đã được áp dụng như nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, MA, hóa chất không độc hại Tuy nhiên các giải pháp này đều dừng lại ở qui mô nhỏ, chưa mang tính phổ biến, đặc biệt trong lựa chọn các công nghệ bảo quản phù hợp nhằm đạt được các thông số tối ưu. Trước thực tế đó, nhóm tác giả Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu công nghệ và thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị điều chỉnh khí (CA) ứng dụng bảo quản rau quả tươi”.Công nghệ này chính là một trong những công nghệ bảo quản tiên tiến đã và đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới. Xuất phát từ đặc tính của hoa quả tươi sau thu hoạch vẫn tồn tại như một thực thể sống thông qua việc hấp thụ khí ô-xy, thải khí CO2, nước và đồng thời là quá trình thải nhiệt. Diễn biến này luôn đi đôi với sự biến đổi về sinh hóa theo xu hướng gia tăng tốc độ già hóa khiến hoa quả nhanh chóng bị hư hỏng. . Khắc phục điều đó, nhóm nghiên cứu đề tài đã tiến hành điều chỉnh môi trường bảo quản bằng hệ thống thiết bị tự động điều khiển và giám sát các thông số môi trường như: nồng độ O2, CO2, khí Ethylen, nhiệt độ và độ ẩm Đề tài trên đã xây dựng được hai qui trình công nghệ bảo quản bằng CA cho vải thiều ở Lục Ngạn ( Bắc Giang) và ớt cay ở Hưng Yên để phát triển một cách bền vững đặc biệt giúp cho người nông dân thoát khỏi nổi ám ảnh “được mùa, mất giá”. Kết quả bước cho thấy, ưu điểm vượt trội của công nghệ so với công nghệ bảo quản lạnh truyền thống là nâng cao chất lượng, thời gian bảo quản dài hơn 5-7 ngày đối với vải thiều và từ 15-20 ngày đối với ớt cay. Đặc biệt, phù hợp trong việc ứng dụng hàng tồn kho hoặc dự trữ nguyên liệu phục vụ chế biến và xuất khẩu qui mô từ 30-100 tấn, giá chỉ bằng 25% so với thiết bị nhập ngoại, chi phí bảo quản khoảng 180.000 đồng/tấn và năng lượng điện chỉ tăng từ 3-5% so với công nghệ bảo quản lạnh. Quy trình công nghệ bảo quản quả vải thiều bằng phương pháp điều chỉnh khí quyển CA ở quy mô Pilot: Nguyên liệu vải sau thu hái được làm sạch tạp chất bám trên bề mặt quả, phân loại và cắt cuống không dài quá 10 cm. Xử lý nguyên liệu tiền bảo quản bằng cách nhúng vải vào nước nóng 52 ± 10C với thời gian 7 phút, tiếp tục nhúng dung dịch axit citric 5% (pH 3 - 3,5) thời gian 2 phút, để vải ráo nước ở điều kiện phòng mát nhiệt độ 20 - 220C. Tiếp theo, sử dụng thùng nhựa chuyên dụng với khối lượng đóng thùng 15 kg vải /thùng,  quy cách xếp các thùng vải vào kho là 12 thùng/m3 tương ứng hệ số xếp chứa  0,18 tấn/m3.  Duy trì chế độ bảo quản CA: nhiệt độ 4,35 ± 0,50C; độ ẩm 90 ± 2%; nồng độ khí O2 4,21 ± 0,5%; nồng độ khí CO2 7 ± 0,5%. Thời gian bảo quản quả vải thiều sau 35 ngày đạt yêu cầu chất lượng cảm quan, dinh dưỡng, an toàn thực phẩm (ATTP) với tỷ lệ thối hỏng khoảng 3,12%. Với nguyên liệu ớt, phương pháp bảo quản bằng CA cũng cho kết quả rất khả quan. Nguyên liệu giống ớt cay sau thu hoạch ở độ chín đỏ, được cắt cuống dài 20 -25 mm, làm sạch, loại bỏ tạp chất trên bề mặt quả và những quả bị sâu bệnh, thối hỏng, dập nát. Xử lý nguyên liệu tiền bảo quản bằng cách nhúng trong dung dịch giaven 1,5 ml/lít nước, thời gian 2 phút ở nhiệt độ 52 ± 10C, để ráo tự nhiên trước khi đóng thùng kiện đưa vào kho CA.Quy cách đóng thùng là dạng thùng nhựa chuyên dụng (L480xW390xH280), khối lượng 12 kg ớt/thùng, 12 thùng/m3, tương ứng hệ số xếp chứa kho 0,144 tấn/m3.Chế độ bảo quản CA duy trì: nhiệt độ 10,8 ± 0,50C, nồng độ khí O2 2,08 ± 0,5%, nồng độ khí CO2 6 ± 0,5% và độ ẩm duy trì 90 ± 2%.Sau 35 ngày bảo quản quả ớt vẫn duy trì được chất lượng cảm quan và dinh dưỡng đáp ứng yêu cầu thương mại với tỷ lệ hư hỏng khoảng 1,5%. Với sản phẩm xoài cát Hòa Lộc, công nghệ CA cũng áp dụng tương tự như các mặt hàng nông sản khác. Quả xoài sau khi thu hoạch có thể bảo quản được 30 ngày vẫn tươi ngon và không có sự thay đổi về chất lượng và mùi vị. Theo công trình nghiên cứu của TS Phạm Anh Tuấn, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch: Quy trình công nghệ bảo quản rau quả bằng CA áp dụng trên các đối tượng vải thiều, hoa lily, ớt, xoài, hồng cho kết quả rất khả quan. TỔNG QUAN KỸ THUẬT CA (CONTROLLED ASMOSTPHERE) TRONG BẢO QUẢN RAU QUẢ TƯƠI. Tầm quan trọng của phương pháp CA Kỹ thuật CA đã trở thành chủ đề của một số lượng lớn các nghiên cứu sinh hóa, sinh lý và công nghệ, mặc dù chưa biết một cách chính xác tại sao nó lại hoạt động như vậy. các hiệu ứng với mức O2 và CO2 trong khí quyển trên các loại cây trồng khác nhau ở các yếu tố như: Loại cây trồng. Giống cây trồng. Nồng độ các chất khí. Nhiệt độ của mùa vụ. Các trạng thái khi trưởng thành của từng cây trồng khi thu hoạch. Mức độ chín ở thời kỳ mãn của quả. Các điều kiện phát triển trước khi thu hoạch. Sự hiện diện của ethylene. Ngoài ra, còn có tác dụng tương tác của các loại khí, do đó tác động của O2 và CO2 trong việc mở rộng thời gian bảo quản của một cây trồng có thể tăng lên khi chúng được kết hợp. Những lợi thế thực tế của kỹ thuật CA có thể được tóm tắt như sau: Sự suy giảm đáng kể tỉ lệ hô hấp, với việc giảm tối đa thời kỳ mãn của quả, kèm theo sự kéo dài các thời kỳ cả trước thời mãn và sau mãn. Giảm tác động của ethylene trong chuyển hóa do sự tương tác của O2 với ethylene, kèm với sự chậm xuất hiện hậu quả của quá trình oxy hóa. Tăng thời gian bảo quản, mà thậm chí có thể tăng gấp đôi hoặc nhiều hơn như quá trình chín chậm. Giữ được độ cứng của thịt quả và rau củ do ảnh hưởng của CO2 trên enzyme tác động lên màng tế bào. ứ hơi trong quả cao, như vậy là trái cây rất ngon ngọt hơn và sắc nét. Sự mất mát của acid, các loại đường và vitamin C ít hơn các phương pháp bảo quản khác do đó chất lượng dinh dưỡng và vị cao hơn. Sự giảm có hạn của chất diệp lục, với sự ổn định màu sắc tốt hơn sau này. Một số thay đổi sinh lý, chẳng hạn như tổn thương lạnh, đốm, sâu, màu nâu, lõi nước, được ngăn chạn hoặc hạn chế. Khuôn mẫu được giảm đặc biệt mức O2 thấp, CO2 cao. Thời gian sử dụng được lâu hơn, mà thậm chí có thể tăng gấp 3 nhờ vào sự kéo dài của các hiệu ứng về hô hấp và về các hoạt động trao đổi chất. Định nghĩa Định nghĩa: Là phương pháp bảo quản trong điều kiện thành phần môi trường khí được chủ động kiểm soát, điều chỉnh ,khác với khí quyển bình thường. Thành phần khí quyển là loại khí có trong môi trường bảo quản đều có tác động riêng đến thời gian bảo quản của rau quả Ta đã biết khí CO2 và O2 có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý ,sinh hóa của rau quả ,mặt khác trong khí quyển bình thường có chứa khoảng 21% O2 ;0,03% CO2 ;còn lại gần 79% N2 và các khí khác ,Vì vậy khi bảo quản ở điều kiện bình thường với hàm lượng CO2 và O2 như trên thì hô hấp hiếu khí chắc chắn sẽ rất cao làm cho rau quả nhanh chín sau thu hoạch. Người ta thử bảo quản rau quả tươi trong điều kiện hạ thấp nồng độ O2 xuống dưới 21% và tăng hàm lượng CO2. Thấy rằng nếu nồng độ khí CO2 tăng thì cường độ hô hấp giảm, dẫn đến việc làm chậm các quá trình sinh lý, sinh hóa xảy ra trong tế bào rau quả. Kết quả cho thấy thời gian bảo quản tăng. Ta cũng có thể thay đổi thành phần không khí bằng cách cho thêm N2 vào. Phương pháp điều chỉnh nồng độ O2 và CO2 thích hợp có thể thực hiện theo 2 phương pháp : tự nhiên và nhân tạo Phương pháp tự nhiên :dựa vào quá trình hô hấp tiêu thụ O2 và nhả CO2 .Phương pháp này được thực hiện bằng cách điều chỉnh sao cho hàm lượng O2 và CO2 trong môi trường bảo quản vẫn bằng tổng hàm lượng CO2 và O2 trong khí quyển .Khi nồng độ O2 hạ đến nồng độ mong muốn thì giữ nguyên và cho dòng khí đã điều chỉnh thành phần di chuyển liên tục vào ,ra phòng quản quản Phương pháp nhân tạo; dùng khí N2 cho vào trong phòng hoặc cho không khí đã trút bớt khí O2 đến nồng độ cho phép bằng cách cho không khí tiếp xúc với khí metan hoặc propan .Nồng độ CO2 được điều chỉnh theo phương pháp tự nhiên nghĩa là lợi dụng CO2 thải ra từ hô hấp và dùng phương pháp hấp thụ CO2 bằng NaOH hoặc Ca(OH)2, hoặc etanolamin khi nồng độ CO2 tăng quá hàm lượng cần thiết Điều kiện để tiến hành bảo quản bằng kỹ thật CA Các điều kiện bảo quản nông sản Để tiến hành bảo quản trong không khí có điều chỉnh đối với mỗi loại nông sản sao cho phù hợp với điều kiện của mỗi quốc gia khác nhau ta cần chú ý đến điều kiện nhiệt độ, nồng độ O2 và CO2. Sau đây là một số bản thể hiện các điều kiện đó: Bảng 1: điều kiện tiến hành bảo quản đối với táo Golden Delicious ở một số quốc gia: Bảng 2: điều kiện kiểm soát bầu không khí cho một số loài thực vật (từ Gormley, TR, năm 1985): Bảng 3: điều kiện khiểm soát bầu không khí cho một số loại trái cây (từ Gormley, TR, năm 1985): Trong bơ, CA làm gaimr tổn thương lạnh và sự trậm trễ làm mềm. Làm mát trước khi bảo quản CA là cần thiết. Kiwi bị hư hỏng do CO2 cao, O2 thấp. một lượng nhỏ của ethylene phải được loại bỏ để bảo quản lâu dài. Làm mát là cần thiết để bảo quản bằng CA tốt. Giống khác nhau xử lý khác nhau trong CA, một số giống dễ bị tổn thương bên trong. Ethylene trong bảo quản băng phương pháp CA: Trong điều kiện O2 thấp, làm giảm C2H4 và tăng CO2, chính việc tăng CO2 này có tác dụng ngăn ngừa sản sinh ethylene. Ethylene có thể tích tụ trong phòng CA và làm ảnh hưởng đến chất lượng của quả bảo quản. vì vậy, nếu ethylene được loại thải thì tính kinh tế cao nhưng điều này không dễ. Trong điều kiện thương mại người ta dùng phương pháp lọc C2H2 mang lại hiệu quả kinh tế cao. Người ta loại C2H4 bằng cách: sử dụng chất hấp thụ như thuốc tím, lọc ethylene thông qua việc lọc CO2 bằng phương pháp sử dụng CaCO3 để ngăn ngừa quá trình chín sản sinh CO2. VD: đối với kiwi, ethylene thấp hơn 20 hơn 20 phần tỉ là cần thiết để tránh tăng tốc độ làm mềm thịt, và loại bỏ ethylene cần thiết cho cả lưu trữ bằng không khí điều chỉnh và không khí lạnh. Xử lý hóa chất trước bảo quản Mục đích: Nhằm kéo dài thời gian bảo quản, nâng cao hiệu quả của việc xử lý bằng CA. Phương pháp: Theo truyền thống, hầu hết các loại rau quả muốn lưu trữ dài hạn phải sử dụng bảo quản lạnh và CA đều phải xử lý hóa chất sau thu hoạch. Trong những năm gần đây, điều này đã trở thành khó chấp nhận trên thị trường và rất nhiều nghiên cứu CA gần đây hướng tới làm giảm sự phụ thuộc vào xử lý hóa học. Một số chế độ CA mới ( ví dụ 5% CO2/1% O2 cho giống táo Bramley’s) đã được phát triển một cách đặc biệt về làm giảm nhu cầu xử lý hóa chất nhưng trong sản xuất thực tế vẫn còn xử dụng hóa chất sau thu hoạch. Có thể xử lý bằng phương pháp xử lý thông thường sau thu hoạch ngâm thùng trái cây vào nước có chứa hỗn hợp hóa chất cần thiết. nhưng hiện nay, phương pháp này rất ít sử dụng. Tuy nhiên, người ta có thể sử dụng một số chất như DAP (Diphenylamine), Ethoxyquin, nhằm ngăn ngừa bệnh, chống lại quá trình oxy hóa, hoặc một số thuốc phòng trừ nấm như Carbendazim, Benzamin, Thiabendazole. Tuy nhiên, khi sử dụng bất kỳ hóa chất nào cũng phải nằm trong chu trình kiểm soát, nắm vững kỹ thuật canh tác và chương trình phun. CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM VÀ THÀNH PHẦN KHÔNG KHÍ TRONG BẢO QUẢN RAU QUẢ TƯƠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CA. Thành phần không khí. Ảnh hưởng của oxy. Khí O2 tham gia vào quá trình hô hấp hiếu khí, quá trình chín sau thu hoạch và lão hóa. Gây biến đổi màu, ôi óa chất dầu béo, tăng sự phát triển của vi sinh vật,...là khí không mong muốn trong bảo quản nông sản tuy nhiên khi giảm nồng độ O2 xuống dưới 21% cường độ hô hấp cũng giảm dần nhưng sẽ giảm đến mức nào đó sẽ diễn 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 yêm khí bắt đầu xả ra. cần duy trì nồng độ oxy ở mức tối thiểu trong kho bảo quản. Đối với phương pháp CA, oxy có thể bị loại trừ, nhưng không hoàn toàn vì nó thường là một nguyên nhân tốt để khống chế chất lượng bao gồm: Duy trì độ tươi, màu tự nhiên. Duy trì hô hấp của rau quả Ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật yếm khí. 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, cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí bắt buộc, khi giảm nồng độ khí O2 sẽ ức chế được các VSV hiếu kí bắt buộc, các loại nấm bệnh phát triển chậm khi giảm lượng O2 đến 3% và không có CO2. Rất nhiều phản ứng sinh lý của quả sau thu hoạch xúc tác bởi enzyme cần oxy. Khi thành phần không khí bảo quản có thành phần O2 giảm thì mức độ O2 ở thành tế bào giảm, tốc độ phản ứng hóa học giảm và sự trao đổi giảm. Ảnh hưởng của việc giảm nồng độ oxy trong không khí bảo quản với các loại rau quả được chỉ ra dưới đây: Giảm cương độ hô hấp. Giảm hấp thụ O2. Hạn chế sự chín của quả. Kéo dài thời gian bảo quản. Hạn chế sự phân giải chlorophil. Giảm sự tạo thành ethylene. Thay đổi tổng hợp acid béo. Giảm tốc độ phân hủy pectin hòa tan nên giữ được kết cấu của mô. Hình thành mùi vị không thích hợp. Thay đổi cấu trúc. Tăng sự rối loạn sinh lý. Ảnh hưởng bất lợi của mức oxy thấp là sự tích tụ ethanol và acetaldehyt làm mất mùi quả. Mức O2 thấp có thể gây hô hấp yếm khí ở các thành tế bào <0.2%, nhưng múc biến đổi nồng độ O2 không khí bảo quản và sản phẩm đòi hỏi mức độ cao hơn. Sự chênh lệch gradient này chịu ảnh hưởng của múc độ hấp thụ O2: ngấm qua phôi và khả năng sử dụng O2 của các loại rau, quả. hàm lượng O2 giảm quá mức cũng có thể làm giảm lượng vitamin. Nồng độ oxy tối tiểu trong kho bảo quản (%) Loại rau quả 1 Lê, táo, bông cải xanh, nấm rơm 2 Dâu tây, đào, đu đủ, kiwi, mận, mơ, thơm, bắp cải, bông cải, cần tây. 3 Bơ, actiso, cà chua, dưa leo, tiêu 5 Quả có múi, đậu xanh, khoai tây, măng tây Ảnh hưởng của CO2 Vai trò của CO2: Khí CO2 trong môi trường bảo quản ảnh hưởng đến sự trao đổi chất. Tạo môi trường kỵ khí, ức chế sự hô hấp Có tính kháng khuẩn và nấm, gây ức chế vi khuẩn và nấm mốc: Đối với nấm bệnh khí CO2 có nồng độ trên 20% có thể hạn chế sự phá triển của các loại nấm. Sự ức chế đó càng tăng khi nhiệt độ bảo quản càng thấp. Mỗi loại nấm bệnh bị ức chế ở một giá trị nồng độ CO2 khác nhau như: Trichoterium, Rhizopus, Botrytis bị ức chế ở nồng độ CO2 = 10%, trong đó nấm Penicillium glaucum và Fuzarium còn có thể phat triển được ở cả nồng độ CO2 = 60%. Hàm lượng cao hơn 0,03% được dùng bảo quản rau và trái tươi, hàm lượng CO2 > 10% gây thâm đen và thối hỏng làm giảm giá trị cảm quan sản phẩm. Ngoài ra, CO2 còn được dùng để bảo quản bia, nước giải khát có gaz. Theo nguyên tắc chung mức CO2 càng cao thì cang kéo dài thời gian bảo quản. Tuy nhiên, CO2 dễ bị hấp thụ bởi các chất béo và nước nên phần lớn thực phẩm hấp thụ CO2. Ở mức CO2 cao có thể gây ra thối hỏng, mất nước và gây ép chặt bao bì vào sản phẩm. Khí CO2 có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản và giảm cường độ hô hấp. Ảnh hưởng của việc tăng nồng độ CO2 không khí trong bảo quản rau, quả bằng kỹ thuật CA: Giảm phản ứng tổng hợp ở quả. Hạn chế hoặc kích thích sự chín. Ngăn ngừa một số phản ứng enzyme. Giảm sự tạo thành một số hợp chất hữu cơ bay hơi. Chuyển hóa, biến đổi một số acid hữu cơ. Giảm tốc độ phân hủy của các hợp chất pectin. Ngăn ngừa sự phân hủy chlorophil. Làm mất mùi. Làm rối loạn sinh lý. Ngăn ngừa ảnh hưởng của ethylene. Hạn chế sự phát triển của nấm mốc. Thay đổi hàm lượng đường. ảnh hưởng đến sự này mầm. hạn chế sự phát triển sau thu hoạch. Giảm mức biến đổi màu. Người ta đã chứng minh được nồng độ CO2 cao khi bảo quản có thể cạnh tranh với ảnh hưởng của ethylene ở các vị trí liên kết nối trong tế bào quả (Burg 1967). ở nồng độ CO2 khoảng 10% thì hoạt tính sinh học của 1% ethylene đơi với quả bị mất. Yang (1985) đã chứng minh rằng CO2 tích tụ ở trong khoang tế bào của quả như là chất kình địch với ethylene. Khi nồng đọ CO2 cao thì nồng độ chua của rau quả tăng do ở trong bóng tối CO2 được hấp thu và cố định trong tổ chức tế bào rau quả, từ đó tạo thành các acid hữu cơ. Sự rối loạn sinh lý của quả với mức CO2 quá cao có thể liên quan tới sự ngắt đoạn, chuyển hướng của các phản ứng trong chu trình hô hấp và dẫn tới sự tích tụ rượu và aldehyt. Kéo dài thời gian giữu quả ở môi trường có nồng độ CO2 cao dẫn đến sự hư hỏng của quả. Ảnh hưởng của khí nitơ Nitơ là khí trơ được sử dụng để loại những laoij khí, đặc biệt là oxy gây bất lợi trong quá trình bảo quản. nó được sử dụng như một cân bằng để điều chỉnh sự khác nhau trong hỗn hợp khí, để ngăn ngừa sự dính chặt vào bao bì của thực phẩm chừa hàm lượng nước cao và chất béo cao dễ hấp thụ CO2 từ không khí. Khí nitơ có tác dụng làm chậm sự chín và tăng cường độ cứng của quả (Kelly và Saltveit 1988, Pesis 1993 và Bureln 1994). Hạn chế oxy hóa chất béo gây thối rữa nông sản Bảo vệ cơ học các sản phẩm nông sản tránh làm giảm giá trị cảm quan Ức chế VSV hiếu khí bắt buộc, ngưng hoạt động của vi sinh vật trong nông sản Ảnh hưởng của ethylene. Ethylene được gọi là khí chín, trong quá trình bảo quản hàm lượng chất khí này biến đổi và có xu hướng tăng lên, ảnh hưởng đến quá trình chín tiếp của rau quả và hậu quả là làm giảm thời gian bảo quản rau quả. Do đó, cần phải theo dõi yếu tố này trong suốt tiến trình bảo quản. Khí etylen được có thể được hấp thụ bởi các tinh thể thuốc tím. Nó được sử dụng thành công cho sản phẩm mới nhưng về lâu dài thì không có lợi trong môi trường CA. Nhiệt độ. Cách chính để bảo quản trái cây và rau củ trong kho hoặc trong quá trình vận chuyển là bảo quản lạnh, và CA được xem như bổ sung để làm tăng hoặc nâng cao hiệu quả của bảo quản lạnh. Kỹ thuật CA chỉ thành công khi áp dụng ở nhiệt độ thấp. Các tiêu chuẩn bảo quản lạnh không thể thiếu trong kỹ thuật CA. Kiểm soát nhiệt độ có thể đạt được bằng cách cho ống có chứa chất làm lạnh trong kho bảo quản. Amoniac và chlorofluorocarbons là các chất làm lạnh thông thường. Đường ống chứa chất lỏng được làm lạnh bên ngoài kho sau đó đi vào trong kho để làm lạnh cho rau quả. Tất cả các hệ thống đo lường nhiệt độ phụ thuộc vào các cảm biến nhiệt. Thực tế trong kỹ thuật CA nhiệt độ bảo quản ban đầu được giảm xuống 0oC trong một tuần hoặc lâu hơn khi điều chỉnh ở các nhiệt độ khác sau này. Ngoài ra các kho áp dụng CA thường được thiết kế với công suất có thể hoạt động thỏa mãn trong 1 ngày, vì vậy hoa quả được đưa vào kho bảo quản ngay lập tức và được làm lạnh trong cùng ngày. Kỹ thuật CA có thể ít hiệu quả hoặc hoàn toàn không hiệu quả ở nhiệt độ nhất định trên một số trái cây. Hiệu ứng này có thể liên quan tới sự trao đổi chất và trao đổi khí của hoa quả ở nhiệt độ khác nhau. Độ ẩm Hầu hết rau quả được bảo quản bằng phương pháp CA đòi hỏi độ ẩm tương đối cao, gần bão hòa càng tốt miễn là hơi nước trong không khí không ngưng tụ lại trên nông sản. lượng nhiệt hấp thụ bởi các ống làm lạnh có liên quan đến chất làm lạnh có trong ống. Nếu nhiệt độ chất làm lạnh thấp hơn so với nhiệt độ trong kho chứa khi đó nước sẽ ngưng tụ trên các ống này làm giảm độ ẩm của kho chứa xuống. Để tránh tình trạng nông sản bị khô nên giữ nhiệt độ của chất làm lạnh gần với nhiệt độ không khí trong kho. Một loạt các thiết bị làm ẩm cũng có thế được sử dụng để thay thế cho độ ẩm tự nhiên trong không khí đã bị ngưng tụ trên các ống làm lạnh. Thiết bị đó bao gồm một đĩa quay nước ở tốc độ cao trên một đĩa quay nhanh. Một kỹ thuật khác mà vẫn giưc được độ ẩm cao trong kho. Đá lạnh cũng là một phương pháp làm mát thứ cấp. Nơi các đường ống làm lạnh đi trong nước đóng băng. Sau đó băng chuyển thành sương, được sử dụng để làm mát và giữ độ ẩm trong kho chứa. MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG KỸ THUẬT CA Máy phân tích khí kép có khả năng đo oxy (0-25%) và carbon dioxide (0-10%) và máy phân tích ethylene. Trong kho lưu trữ, ethylene thấp là điều cần thiết, kiểm tra có thể thực hiện khi các hệ thống thông gió và loại bỏ ethylene đang hoạt động một cách chính xác. Độ phân giải tối thiểu là 0.2ppm làm cho công cụ này rất hữu ích cho hầu hết các nông sản, và các nông sản nhạy cảm ethylene như kiwi. Hai mô hình hiển thị thu nhỏ (một trong đó là hiển thị oxy và carbon dioxide) / bộ điều khiển, tạo nên bộ điều khiển trong kỹ thuật CA. nó có những tính năng điều khiển sau: kiểm soát thông gió khi lượng oxy thấp; kiểm soát nito khi lượng oxy cao hoặc khi lượng carbon dioxide cao; kiểm soát máy lọc khi carbon dioxide cao và một lối ra điều khiển tùy chọn để thêm carbon dioxide khi carbon dioxide thấp. Máy lọc (Scrubbers): Bao gồm: một buồng lọc than hoạt tính, bộ phận làm thoáng khí áp suất thấp, hệ thống vận chuyển, đơn vị kiểm soát, bộ đệm. Thành phần cuẩ hỗn hợp khí trong kho lưu trữ luôn thay đổi vì các hoạt động chuyển hóa của nông sản nên máy lọc là cần thiết để hấp thụ khí CO2 dư thừa. máy lọc than hoạt tính thường được phân loại theo vật liệu thấm: Ca(OH)2, NaOH, zeolit, than hoạt tính. Chúng được phân loại theo các chế độ hấp thụ ( ví dụ: hóa học hay vật lý) hoặc chế độ của không khí đi qua thông qua các bộ phận hấp thụ. Máy lọc sử dụng than hoạt tính hiện nay là phổ biến nhất. Một số yêu cầu về kho bảo quản. Kích thước kho: Đầu tiên cần phải xác định kích cỡ và yếu tố chính xác định là tốc độ nhâp và xuất. Điều kiện bảo quản tối thích là làm đầy sản phẩm trong kho đối với sản phẩm cùng giống hoặc cùng loài trong vòng 2 – 3 ngày. Đối với kho trống thì nông sản nên được phân loại, đóng gói và đưa ra thị trường trong vòng 5 – 7 ngày. Thiết kế các khoang với kích cỡ có thể thay đổi tùy theo nông sản hoặc khu vực. - Kho bảo quản: phải được thiết kế kín để đảm bảo kiểm soát không khí tốt. Bố trí thùng và khoảng cách giữa các thùng khác nhau: phụ thuộc vào từng loại hàng hoá và khu vực hoạt động, nhưng lưu trữ nên thiết kế đặc biệt với bố trí thùng và mô hình xếp chồng. Điều này sẽ tránh được khoảng cách giữa các thùng bị quá mức hay không đủ dẫn đến lưu lượng không khí không chính xác và hiệu suất lưu trữ giảm. Dễ dàng quan sát, theo dõi tình trạng của hoa quả tươi và chọn ra đâu là thùng có hoa quả ngon nhất. Cần phải chú trọng đến công tác thiết kế buồng để có thể chịu đựng được áp suất không khí luôn ở mức độ cao. Phải đặc biệt chú ý đến các mối hàn khí, đảm bảo nội khí phải được giữ kín ngay cả với những ống dẫn và dây cáp. Ống dẫn dùng cho việc loai bỏ các nước ngưng tụ phải được thiết kế phù hợp để đảm bảo cho nước có thể thoát ra dễ dàng. Cần chủ động lắp các thiết bị giám sát ở cửa hầm để thuận tiện trong việc đi lại, kiểm tra rau quả thường xuyên trong quá trình bảo quản. Một ví dụ về hệ thống kỹ thuật CA: ƯU, NHƯỢC ĐIỂM. Ưu điểm: Phương pháp CA cho hiệu quả bảo quản cao, ức chế tốt quá trình sinh tổng hợp ethylene nên thời hạn bảo quản dài (thời gian bảo quản kéo dài (6-9 tháng)). Trong thời gian bảo quản chất lượng rau quả không đổi. Nhược điểm: - Hệ thống phức tạp đòi hỏi sự chú ý đặc biệt trong quá trình xây dựng và vận hành trong kho bảo quản - Tính ổn định của chế độ bảo quản không cao, phụ thuộc vào giống loài, loại, thời vụ điều kiện và địa bàn phát triển nguyên liệu hoa quả. ỨNG DỤNG Bảo quản lương thực Tránh hao hụt do côn trùng, nấm mốc, giảm sự mất màu trắng của gạo,... người ta đã dùng khí CO2 (30%) trong các silo bảo quản kín. Bảo quản lê Trong phòng bảo quản có chứa 4% CO2 và 2% O2 cho kết quả tốt. Bảo quản chuối Chuối được bảo quản với O2: 2 – 5%, CO2: 2 – 5% ở nhiệt độ 10 – 16℃, bảo quản được 6 – 8 tuần. Đối với chuối được vận chuyển bằng đường biển được bảo quản ở nhiệt độ 12 – 16℃ và O2: 2 – 5%, CO2: 2 – 5%, thời gian bảo quản 6 tháng. Bảo quản táo Với nồng độ oxy dưới 3%, có thể bảo quản trong 7 ngày. Ngoài ra, táo còn được bảo quản tốt ở 1℃ với hàm lượng oxy dưới 1% và CO2 trên 2.5%. KẾT LUẬN Bảo quản theo phương pháp điều chỉnh khí (controlled atmosphere – CA) nhằm thay đổi thành phần không khí theo hướng giảm thiểu hô hấp của nông sản cũng như ức chế các hoạt động và sinh trưởng của hệ vi sinh vật, côn trùng gây hư hỏng nông sản và thực phẩm. Mặt khác, điều chỉnh thành phần không khí (làm giảm lượng oxy và tăng hàm lượng khí cacbonic) nhằm ức chế tối đa những hoạt động sinh lý sau thu hoạch bất lợi cho việc bảo đảm nông sản thực phẩm (ức chế sự chín, ức chế sự sinh trưởng). Hệ thống CA áp dụng công nghệ sạch trong bảo quản rau quả, không dùng hóa chất, chất bảo quản xử lý, rau được bảo quản trong thành phần không khí thay đổi theo yêu cầu kỹ thuật vẫn đảm bảo chất lượng dinh dưỡng và bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm. Tài liệu tham khảo Sách controlled Atmosphere Storage of fruits and vegetables, tác giả A.keith Thompson. Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học: đề tài: nghiên cứu công nghệ và thiết bị bảo quản một số loại quả tươi bằng phương pháp điều chỉnh khí; chủ nhiệm đề tài: T.S Trần Thị Mai. www.unido.org/.../32113_20controlledArmospherestorage.2.pdf.