NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIẾU XẠ TIA X NĂNG LƯỢNG THẤP ĐẾN KHẢ NĂNG ỨC CHẾ NẢY MẦM VÀ HIỆU QUẢ BẢO QUẢN KHOAI TÂY VÀ HÀNH TÍM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIẾU XẠ TIA X
NĂNG LƯỢNG THẤP ĐẾN KHẢ NĂNG ỨC CHẾ NẢY
MẦM VÀ HIỆU QUẢ BẢO QUẢN KHOAI TÂY VÀ
HÀNH TÍM

Mã số: B 2020 - DLA - 02

Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Thị Nguyệt Hà

Lâm Đồng - 10/2022

Lâm Đồng - 12/2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHIẾU XẠ TIA X
NĂNG LƯỢNG THẤP ĐẾN KHẢ NĂNG ỨC CHẾ NẢY
MẦM VÀ HIỆU QUẢ BẢO QUẢN KHOAI TÂY VÀ

HÀNH TÍM
Mã số: B 2020 - DLA - 02

Xác nhận của tổ chức chủ trì
(ký, họ tên, đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài

Nguyễn Thị Nguyệt Hà

Lâm Đồng - 10/2022


i

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN
VỊ PHỐI HỢP CHÍNH

Thành viên thực hiện đề tài:
TT

Họ và tên

Đơn vị công tác

Nhiệm vụ tthực
hiện đề tài

1

Nguyễn Thị Nguyệt Hà

Trường Đại học Đà Lạt

Chủ nhiệm

2

Nguyễn An Sơn

Trường Đại học Đà Lạt

Thành viên chính

3

Nguyễn Thị Minh Sang

Trường Đại học Đà Lạt

Thư ký khoa học

4

Phạm Thị Ngọc Hà

Trường Đại học Đà Lạt

Thành viên chính

5

Nguyễn Văn Kết

Trường Đại học Đà Lạt

Thành viên chính

6

Nguyễn Danh Hưng

Trường Đại học Đà Lạt

Thành viên chính

Đơn vị phối hợp chính:
Tên đơn vị

Nội dung phối hợp nghiên cứu


ii

Mục Lục
Mục Lục ................................................................................................................. ii
DANH MỤC BẢNG BIỂU.................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................... vi
CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................................ viii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ
LÝ THUYẾT ......................................................................................................... 5
1.1. Chiếu xạ thực phẩm ...................................................................................... 5
1.2. Tổng quan tình hình chiếu xạ thực phẩm ..................................................... 7
1.2.1. Ngoài nước ............................................................................................. 7
1.2.2. Trong nước ............................................................................................. 8
1.3. Liều và suất liều .......................................................................................... 11
1.4. Ức chế nảy mầm của khoai tây................................................................... 12
1.5. Ức chế nảy mầm của hành tím ................................................................... 13
1.6. Tiêu diệt vi khuẩn trên khoai tây ................................................................ 15
1.7. Tóm tắt chương 1........................................................................................ 16
CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................... 17
2.1. Máy phát tia X năng lượng thấp Hitachi MBR-1618R-BE ....................... 17
2.2. Các mẫu khoai tây và hành tím .................................................................. 20
2.3. Vật liệu PMMA .......................................................................................... 21
2.4. Liều kế ........................................................................................................ 21
2.4.1. Liều kế Fricke ...................................................................................... 21
2.4.2. Liều kế phim ........................................................................................ 22
2.5. Quy trình thực nghiệm chiếu xạ ức chế nảy mầm của khoai tây và hành tím
sử dụng máy phát tia X MBR - 1618R – BE .............................................. 23
2.5.1. Xác định điều kiện chiếu xạ ............................................................... 272
2.5.2. Thu thập và xử lý sơ bộ mẫu chiếu xạ ................................................. 27


iii

2.5.3. Chiếu xạ ............................................................................................... 26
2.5.4. Bảo quản mẫu sau chiếu xạ.................................................................. 30
2.6. Quy trình thực nghiệm đánh giá khả năng diệt khuẩn hiếu khí khoai tây sử
dụng máy phát tia X MBR - 1618R – BE .................................................. 30

2.6.1. Tiệt trùng dụng cụ thủy tinh và môi trường......................................... 31
2.6.2. Khử trùng và vệ sinh tủ sạch ............................................................... 32
2.6.3. Chiếu xạ và cấy mẫu khoai tây ............................................................ 32
2.7. Tóm tắt chương 2 ........................................................................................ 34
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................... 37
3.1. Kết quả đo liều bằng liều kế ....................................................................... 37
3.1.1. Kết quả đo liều bằng liều kế Fricke ..................................................... 37
3.1.2. Kết quả đo liều bằng liều kế phim ....................................................... 38
3.2. Kết quả sự phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA ............................... 40
3.3. Kết quả chiếu xạ ức chế nảy mầm khoai tây và hành tím .......................... 44
3.3.1. Kết quả chiếu xạ ức chế nảy mầm hành tím ........................................ 44
3.3.2. Kết quả chiếu xạ ức chế nảy mầm khoai tây ....................................... 50
3.3.3. Hiệu suất chiếu xạ ức chế nảy mầm khoai tây và hành tím bằng tia X
năng lượng thấp ..................................................................................... 56
3.4. Kết quả độ hao hụt khối lượng sau chiếu xạ .............................................. 59
3.5. Kết quả chiếu xạ tiêu diệt vi khuẩn hiếu khí ở khoai tây ........................... 57
3.5.1. Liều chiếu diệt khuẩn khoai tây ........................................................... 60
3.5.2. Suất liều chiếu diệt khuẩn khoai tây .................................................... 60
3.6. Tóm tắt chương 3 ....................................................................................... 64
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 69


iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. So sánh các loại bức xạ ion hóa dùng trong chiếu xạ thực phẩm ........... 5
Bảng 1.2. Các dây chuyền chiếu xạ hiện nay ở Việt Nam ...................................... 9
Bảng 1.3. Tỉ lệ, giá trị, tỉ lệ tăng trưởng xuất khẩu hành tím tại một số thị trường
của Việt Nam.......................................................................................................... 14

Bảng 2.1. Thông số của máy phát tia X năng lượng thấp Hitachi MBR-1618R-BE
................................................................................................................................ 18
Bảng 2.2. Các phin lọc và cấu tạo bề dày vật liệu của chúng ............................... 19
Bảng 2.3. Các bước tiến hành chế tạo và đo với liều kế Fricke ............................ 24
Bảng 2.4. Các trường hợp chiếu xạ khoai tây ....................................................... 29
Bảng 2.5. Các trường hợp chiếu xạ hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên ..................... 29
Bảng 2.6. Các trường hợp chiếu xạ hành tím củ chùm, rễ hướng lên ................... 29
Bảng 3.1. Suất liều ứng với dòng điện và điện áp khác nhau của ống phát tia X . 37
Bảng 3.2. Suất liều ở các độ cao bàn xoay khác nhau ........................................... 38
Bảng 3.3. Liều và suất liều ở điều kiện chiếu: 160kV; 18,7mA; 150mm; phin lọc
F1 ............................................................................................................................ 39
Bảng 3.4. Kết quả khớp hàm ................................................................................. 40
Bảng 3.5. Kết quả sự phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA phantom tại khoảng
cách 350 mm .......................................................................................................... 40
Bảng 3.6. Kết quả ức chế nảy mầm đối với hành tím củ rời được đặt ngẫu nhiên 44
Bảng 3.7. Tỉ lệ hành bị hư thối đối với hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên................ 45
Bảng 3.8. Tỉ lệ hành cịn lại với hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên .......................... 45
Bảng 3.9. Kết quả ức chế nảy mầm đối với hành tím củ chùm rễ hướng lên ....... 47
Bảng 3.10. Tỉ lệ hành bị hư thối đối với hành tím củ chùm rễ hướng lên............. 48
Bảng 3.11. Tỉ lệ hành cịn lại đối với hành tím củ chùm rễ hướng lên ................. 49
Bảng 3.12. Kết quả ức chế nảy mầm khoai tây ..................................................... 51
Bảng 3.13. Chiều dài mầm trung bình của khoai tây bị nảy mầm ........................ 52
Bảng 3.14. Tỉ lệ khoai tây bị hư thối ..................................................................... 53
Bảng 3.15. Tỉ lệ khoai tây còn lại .......................................................................... 53
Bảng 3.16. Điều kiện chiếu xạ và hiệu suất chiếu xạ ức chế nảy mầm đối với khoai
tây và hành tím ....................................................................................................... 56
Bảng 3.17. So sánh liều hiệu quả tối thiểu để ức chế nảy mầm khoai tây và hành
tím trong nghiên cứu này và các nghiên cứu khác ................................................. 57
Bảng 3.18. Kết quả độ hao hụt khối lượng đối với hành tím củ rời được đặt ngẫu

v

nhiên ....................................................................................................................... 57
Bảng 3.19. Kết quả độ hao hụt khối lượng đối với hành tím củ chùm rễ hướng lên
................................................................................................................................ 57
Bảng 3.20. Kết quả độ hao hụt khối lượng đối với khoai tây................................ 60
Bảng 3.21. Số vi khuẩn hiếu khí (CFU/g) khi thay đổi liều chiếu ........................ 61
Bảng 3.22. Tỉ lệ sống sót của vi khuẩn hiếu khí sau chiếu xạ ............................... 61
Bảng 3.23. Tỉ lệ sống sót của vi khuẩn hiếu khí khi thay đổi suất liều ................ 63


vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 0.1. Bản đồ các cơ sở chiếu xạ trên thế giới tính đến năm 2020 .................... 2
Hình 1.1. Nhãn hiệu RADURA nhận biết thực phẩm chiếu xạ .............................. 7
Hình 2.1. Máy phát tia X MBR-1618R-BE và vùng khơng gian chiếu xạ ........... 17
Hình 2.2. Đường kính vùng chiếu xạ của bàn xoay .............................................. 18
Hình 2.3. Cách đặt phin lọc trước khi chiếu xạ ..................................................... 19
Hình 2.4. Phổ năng lượng của các phin lọc khác nhau ở hiệu điện thế 100 kV.... 20
Hình 2.5. Hình ảnh vật liệu PMMA ...................................................................... 21
Hình 2.6. Mơ phỏng cấu tạo liều kế phim ............................................................. 22
Hình 2.7. Sự thay đổi màu sắc của phim theo các liều khác nhau ........................ 23
Hình 2.8. Phân tích phim bằng phần mềm Film QA Pro ...................................... 23
Hình 2.9. Thiết lập thí nghiệm khảo sát sự phân bố liều theo độ sâu trong PMMA
................................................................................................................................ 28
Hình 2.10. Chiếu xạ khoai tây ............................................................................... 28
Hình 2.11. Chiếu xạ hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên ............................................. 30
Hình 2.12. Chiếu xạ hành tím củ chùm với rễ hướng lên ..................................... 30

Hình 2.13. Các đĩa Nutrient Agar được chuẩn bị sẵn để cấy mẫu ........................ 32
Hình 2.14. Tạo mẫu khoai tây để chiếu xạ diệt khuẩn .......................................... 33
Hình 2.15. Nghiền mẫu khoai tây sau khi chiếu xạ ............................................... 34
Hình 2.16. Quá trình ni cấy vi sinh vật trên khoai tây ...................................... 35
Hình 2.17. Khuẩn lạc trên đĩa petri ....................................................................... 35
Hình 3.1. Đồ thị khớp hàm .................................................................................... 39
Hình 3.2. Kết quả phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA phantom ................ 41
Hình 3.3. Kết quả phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA phantom khi không sử
dụng phin lọc (F0) .................................................................................................. 41
Hình 3.4. Phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA khi chiếu xạ hai mặt sử dụng
phin lọc F0.............................................................................................................. 43
Hình 3.5. Phân bố suất liều theo độ sâu của PMMA khi chiếu xạ hai mặt sử dụng
phin lọc F1.............................................................................................................. 43
Hình 3.6. Tỉ lệ nảy mầm của hành tím củ rời được đặt ngẫu nhiên sau chiếu xạ . 44
Hình 3.7. Kết quả chiếu xạ hành tím củ rời đặt ngẫu nhiên sau 5 tháng bảo quản46
Hình 3.8. Đĩa gốc của hành tím ............................................................................. 47
Hình 3.9. Tỉ lệ nảy mầm của hành tím củ chùm với rễ hướng lên sau chiếu xạ ... 48


vii

Hình 3.10. Kết quả chiếu xạ hành tím củ chùm rễ hướng lên sau 5 tháng bảo quản
................................................................................................................................ 49
Hình 3.11. Sự đổi màu của chồi khi chiếu xạ ........................................................ 50
Hình 3.12. Tỉ lệ nảy mầm của khoai tây sau chiếu xạ ........................................... 51
Hình 3.13. Kết quả chiếu xạ khoai tây sau 5 tháng bảo quản ............................... 54
Hình 3.14. Hình ảnh khoai tây chiếu xạ và không chiếu xạ theo thời gian........... 55
Hình 3.15. Tỉ lệ sống sót của vi khuẩn hiếu khí sau khi chiếu xạ ....................... 552
Hình 3.16. Đường cong sống sót của vi khuẩn hiếu khí khi thay đổi suất liều .... 64

viii

CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Chữ viết tắt đầy đủ bằng

Chữ viết tắt đầy đủ bằng

Tiếng Anh

Tiếng Việt

Bộ GD&ĐT

Bộ Giáo dục và Đào tạo

CFU

Colony Forming Unit

Đơn vị hình thành khuẩn lạc

FAO

Food and Agriculture
Organization

Tổ chức Nông lương thế
giới

IAEA

International Atomic Energy
Agency

Cơ quan Năng lượng
nguyên tử quốc tế

LET

Linear Energy Transfer

Sự truyền năng lượng tuyến
tính

PMMA

Poly methyl methacrylate
(C5H8O2)n

Thủy tinh hữu cơ
Tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN
WHO

World Health Organization

Tổ chức Y tế thế giới


ix

THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thơng tin chung
- Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của chiếu xạ tia X năng lượng thấp đến
khả năng ức chế nảy mầm và hiệu quả bảo quản khoai tây và hành tím
- Mã số: B2020 – DLA – 02
- Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Thị Nguyệt Hà
- Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Đà Lạt
- Thời gian thực hiện: 01/2020 - 6/2022
2. Mục tiêu
Đánh giá được ảnh hưởng của tia X năng lượng thấp đến khả năng ức chế
nảy mầm và hiệu quả bảo quản khoai tây và hành tím:
- Xác định được liều chiếu xạ tối ưu để ức chế nảy mầm khoai tây và hành
tím khi sử dụng tia X năng lượng thấp.
- Đánh giá khả năng tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản
khoai tây khi sử dụng tia X năng lượng thấp.
3. Tính mới và sáng tạo
Đưa ra qui trình chiếu xạ để ức chế nảy mầm của khoai tây và hành tím và
qui trình tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây sử dụng
tia X năng lượng thấp.
4. Kết quả nghiên cứu
- Đã nghiên cứu ảnh hưởng của liều chiếu xạ tia X năng lượng thấp đến khả
năng ức chế nảy mầm của khoai tây và hành tím. Đưa ra cách chiếu xạ và liều chiếu
phù hợp để ức chế nảy mầm của khoai tây và hành tím.

- Đã nghiên cứu khả năng tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo
quản của khoai tây sử dụng tia X năng lượng thấp. Đưa ra liều và suất liều tối ưu để
tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây.
5. Sản phẩm
Sản phẩm khoa học


x

- 01 bài báo tạp chí nước ngồi thuộc danh mục ISI.
- 02 bài báo đăng trên tạp chí trong nước, thuộc tạp chí khoa học chun ngành
trong nước có uy tín trong danh mục được tính điểm của HĐGSNN năm 2021.
Sản phẩm đào tạo
- Đào tạo 02 cao học, đã bảo vệ thành công vào tháng 01/2021 và tháng 10/2021.
- Hỗ trợ 01 nghiên cứu sinh.
Sản phẩm ứng dụng
- Qui trình chiếu xạ tia X năng lượng thấp ức chế nảy mầm trong bảo quản khoai
tây và hành tím và qui trình tiêu diệt vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản
của khoai tây sử dụng tia X năng lượng thấp.
- Khoai tây và hành tím được chiếu xạ tia X theo đúng qui trình.
6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của
kết quả nghiên cứu
Phương thức chuyển giao
Kết quả nghiên cứu được phổ biến rộng rãi ở trong nước và quốc tế thông
qua các hội nghị khoa học cũng như xuất bản trên các tạp chí khoa học chuyên
ngành trong nước và quốc tế.
Địa chỉ ứng dụng
- Khoa Vật lý và kỹ thuật hạt nhân, Trường Đại học Đà Lạt.
- Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Nông nghiệp công nghệ cao, Trường Đại
học Đà Lạt.

Tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu
Đối với lĩnh vực giáo dục và đào tạo: Kết quả của đề tài cung cấp qui trình,
hỗ trợ tài liệu học tập phục vụ cho giáo dục và đào tạo đại học và sau đại học.
Đối với lĩnh vực khoa học và cơng nghệ có liên quan: Kết quả của đề tài hỗ
trợ tài liệu và cung cấp số liệu tham khảo cho các nghiên cứu triển khai các hạng
mục thiết bị trọng điểm của Bộ GD&ĐT về việc ứng dụng chùm bức xạ trong nơng
nghiệp và phân tích mơi trường.


xi

Đối với phát triển kinh tế - xã hội: Đề xuất phương pháp hỗ trợ bà con nông
dân trong việc kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm, làm giảm nguy cơ bệnh tật do
thực phẩm gây ra.


xii

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General Information
Project title: Study on the effect of low-energy X-ray irradiation on the
sprout inhibition and storage efficiency of potatoes and onions
Code number: B 2020 - DLA - 02
Coordinator: PhD. Nguyen Thi Nguyet Ha
Implementing institution: Dalat University
Duration: from January 2020 to June 2022
2. Objectives
Evaluation of the effect of low-energy X-ray irradiation on the sprout
inhibition and storage efficiency of potatoes and onions:

- Determination of the optimal irradiation dose to sprout inhibition of
potatoes and onions when using low-energy X-rays.
- Evaluation of the ability to kill microorganisms to extend the shelf life of
potatoes when using low-energy X-rays.
3. Creativity and Innovation
Given an irradiation process to inhibit sprouting of potatoes and onions, and
a microbial killing process to extend the shelf life of potatoes using low-energy Xrays.
4. Research Results
- Research assessment of the effect of low-energy X-ray irradiation on the
sprout inhibition of potatoes and onions. Provide effective irradiation conditions
and irradiation dose for sprout inhibition of potatoes and onions.
- Research assessment of the ability to kill microorganisms to extend the
shelf life of potatoes using low-energy X-ray. Provide the optimal dose and dose
rate to kill microorganisms to extend the shelf life of potatoes.
5. Products
Education


xiii

- 02 Master's thesis techniques of physics (Jan 2021 and Oct 2021).
- Support for 01 Ph.D. thesis research.
Research
- 01 (ISI) international paper.
- 02 national papers.
Application
- An irradiation process to inhibit sprouting of potatoes and onions and a
microbial killing process to extend the shelf life of potatoes using low-energy Xrays.
- Potatoes and onions irradiated with low energy X-rays according to the
provided procedure.

6. Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of
research results
Transfer alternatives
The research results are widely disseminated nationally and internationally
through scientific conferences as well as publications in national and international
specialized scientific journals.
Application institutions
- Faculty of Physics and Nuclear Engineering, Dalat University.
- High-tech Agricultural Research and Application Institute, Dalat
University.
Impacts and benefits of research results
For the field of education and training: The results of the project provide the
process and support learning materials for undergraduate and graduate education
and training.
For the related fields of science and technology: The results of the project
support documents and provide reference data for the other research using
equipment of the Ministry of Education and Training on the application of radiation
in agriculture and environmental analysis.


xiv

For socio-economic development: The results of the project propose the
alternative method to support farmers in extending the shelf life of food, reducing
the risk of food-borne illnesses.


1

MỞ ĐẦU

Việt Nam là nước có nền nơng nghiệp phát triển, với các sản phẩm đa dạng,
phong phú. Tuy nhiên hiện nay vấn đề lưu trữ và bảo quản thực phẩm sau thu hoạch
cũng như vấn đề được mùa mất giá là những vấn đề thường gặp với nền nông nghiệp
nước ta. Do vậy, việc sử dụng các biện pháp lưu trữ, bảo quản thực phẩm là cần
thiết. Điều này khơng những đáp ứng nhu cầu an tồn lương thực mà cịn giúp nơng
dân tăng giá trị sản phẩm của mình.
Khoai tây là một trong những thực phẩm quan trọng hằng ngày và có giá trị
kinh tế ở Việt Nam. Tinh bột chứa trong khoai tây mang lại nhiều lợi ích cho sức
khỏe như: ngừa ung thư ruột kết, tăng khả năng nạp glucose, giảm nồng độ
cholesterol và chất béo trung tính trong huyết tương, tăng cảm giác no, thậm chí nó
có thể làm giảm chất béo tích trữ trong cơ thể. Với những lợi ích đó, khoai tây trở
thành một loại cây trồng phổ biến nhằm phục vụ cho nhu cầu lương thực trên tồn
cầu.
Hành tím là một loại gia vị quen thuộc đối với người dân Việt Nam, có giá
trị sử dụng cao và tốt cho sức khỏe con người. Hành tím chứa nhiều dưỡng chất
như: vitamin C, vitamin B6, biotin, axit folic, chromium, canxi và chất xơ tốt cho
sức khỏe. Bên cạnh đó, hành tím cịn chứa nhiều chất có hoạt tính cao như: các hợp
chất sulfuric, chromium, prostaglandin, phenoplast, diallyl quercetin, chất Fructooligosaccharides… giúp phòng, chữa nhiều bệnh rất hiệu quả và còn được sử dụng
trong y học cổ truyền ( Vì vậy mà hành tím đã và đang trở
thành một loại cây trồng cực kì phổ biến.
Khơng phải vùng nào cũng có thể trồng khoai tây và hành quanh năm, do đó
cần phải có cơng nghệ bảo quản sau thu hoạch để có thể cung cấp ổn định các mặt
hàng này cho người tiêu dùng. Bên cạnh đó, sản lượng khoai tây và hành xuất nhập
khẩu giữa các nước trên thế giới cũng ngày một gia tăng, do đó chúng cần phải được
bảo quản và duy trì chất lượng tốt nhất có thể trong q trình vận chuyển, xuất khẩu
hàng hóa.
Để lưu trữ và bảo quản khoai tây và hành tím sau thu hoạch là việc rất khó
khăn. Việc xuất hiện các hư hỏng ở khoai tây và hành tím như nảy mầm, nấm mốc,
nhiễm các sinh vật, vi sinh vật có hại gây tổn thất rất nhiều đến kinh tế của người
nông dân. Đặc biệt, khi khoai tây mọc mầm, tinh bột chuyển hóa thành solanine và

2

chaconine-alpha, là hai chất có thể gây ngộ độc cho người sử dụng. Để khắc phục
các vấn đề trên thì các phương pháp truyền thống (sấy khơ, để thống, đơng lạnh,...)
được sử dụng chủ yếu ở nước ta hiện nay. Tuy nhiên, các phương pháp truyền thống
thơng thường chỉ có thể bảo quản khoai tây và hành tím trong thời gian ngắn, gây
tổn thất cao. Ngoài ra, để kéo dài thời gian bảo quản, người dân cịn sử dụng các
hóa chất độc hại khiến sản phẩm bảo quản không đảm bảo vệ sinh an toàn thực
phẩm, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân.
Với những bước tiến mạnh mẽ trong công nghệ và kỹ thuật, việc ứng dụng
kỹ thuật hạt nhân ngày càng trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong nhiều
lĩnh vực của cuộc sống như y tế, công nghiệp, nông nghiệp, năng lượng hạt nhân,...
Đối với ngành công nghiệp thực phẩm, kỹ thuật chiếu xạ đã được nghiên cứu từ
cuối thế kỷ XIX và được đánh giá là an tồn, khơng tạo nên chất độc hại hoặc phơi
nhiễm phóng xạ khi nhận liều bức xạ thích hợp. Để ức chế sự nảy mầm và tăng thời
gian bảo quản khoai tây và hành tím thì chiếu xạ là một trong những phương pháp
rất hữu ích đã và đang được sử dụng hiện nay. Chiếu xạ có thể ức chế sự nảy mầm
và sự xâm nhập vi sinh vật tạo thành chất độc gây ngộ độc cho người sử dụng, cũng
đồng thời tiêu diệt các tế bào nấm và gây bất hoạt đối với vi sinh vật. Hiện nay, Việt
Nam là một trong các nước cho phép sử dụng chiếu xạ trong bảo quản thực phẩm.

Hình 0.1. Bản đồ các cơ sở chiếu xạ trên thế giới tính đến năm 2020
Trên thế giới, bức xạ gamma phát ra từ các đồng vị Co-60, chùm tia điện tử
và tia X năng lượng cao được sử dụng rộng rãi trong chiếu xạ nói chung
( và chiếu xạ thực phẩm
nói riêng. Ưu điểm của việc sử dụng bức xạ gamma là năng lượng lớn, liều phát xạ
cao, quy mô chiếu xạ lớn. Tuy nhiên, nhược điểm của việc sử dụng các nguồn bức

3

xạ hoạt độ cao địi hỏi cần có thiết kế che chắn phức tạp; đồng thời gặp khó khăn
do sự thiếu hụt và khó khăn trong vấn đề nhập khẩu nguồn phóng xạ. Chùm tia điện
tử và tia X năng lượng cao có thể được sử dụng để chiếu xạ nhiều loại thực phẩm
khác nhau với số lượng lớn và tốc độ cao. Mặc dù vậy, hạn chế của các máy chiếu
xạ năng lượng cao là đắt tiền, chi phí vận hành cao. Để giải quyết vấn đề trên, việc
sử dụng máy phát tia X năng lượng thấp, đặc biệt là trong các trường hợp xử lý
chiếu xạ bảo quản ở quy mơ nhỏ và trung bình, đang là một giải pháp hỗ trợ thích
hợp và có tiềm năng phát triển trong ngành công nghệ thực phẩm. Chùm tia X năng
lượng thấp phù hợp để chiếu xạ những sản phẩm nơng nghiệp có kích thước nhỏ;
đồng thời việc che chắn đơn giản, đảm bảo an toàn khi chiếu xạ, thao tác sử dụng
máy phát tia X đơn giản, chi phí đầu tư và bảo trì thấp. Một vấn đề khi lựa chọn loại
bức xạ để chiếu xạ bảo quản thực phẩm chính là thơng số về sự truyền năng lượng
tuyến tính (LET - Linear Energy Transfer), được định nghĩa là tốc độ mất năng
lượng trên đơn vị chiều dài khi bức xạ đi qua mơi trường. Các bức xạ có khả năng
đâm xun càng cao thì có LET càng nhỏ, điều này có một ý nghĩa lớn trong chiếu
xạ thực phẩm bởi chính một trong các mục đích chính của việc chiếu xạ trong trường
hợp này chính là ức chế nảy mầm hay tiêu diệt vi sinh vật và dù có một số cơ chế
dẫn đến hiệu quả này nhưng chủ yếu là do tác động của bức xạ lên DNA. Tia X
năng lượng thấp có LET cao và tương ứng và hiệu ứng sinh học tương đối cao, do
đó nó trở thành một phương pháp đầy hứa hẹn trong bảo quản thực phẩm (Zhang
và cộng sự, 2020; Zhang, Seck và cộng sự, 2020). Hiện nay, chưa có nhiều nghiên
cứu về việc áp dụng tia X năng lượng thấp trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm.
Với thực tiễn như trên, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chiếu xạ tia X
năng lượng thấp đến khả năng ức chế nảy mầm và hiệu quả bảo quản khoai tây và
hành tím” được chọn lựa và thực hiện. Nghiên cứu này khai thác ứng dụng của máy
phát tia X năng lượng thấp MBR-1618-BE của hãng Hitachi Nhật Bản, được Bộ
GD&ĐT đầu tư cho Trường Đại học Đà Lạt vào năm 2018, để chiếu xạ nhằm ức

chế nảy mầm để kéo dài thời gian bảo quản của khoai tây và hành tím.
Trong báo cáo tổng kết này, ngoài phần mở đầu và kết luận, đề tài được trình
bày trong các chương chính như sau:
Chương 1: Trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu và cơ sở lý thuyết.
Trong đó trình bày cụ thể về tình hình chiếu xạ thực phẩm trên thế giới và ở Việt
Nam, tổng quan về các nghiên cứu ức chế nảy mầm khoai tây và hành tím.
Chương 2: Trình bày thông số máy phát tia X năng lượng thấp MBR-1618R-


4

BE của Hitachi và các thiết bị liên quan, phương pháp nghiên cứu, thiết lập các điều
kiện và đưa ra quy trình chiếu xạ.
Chương 3: Trình bày kết quả thu nhận được và thảo luận kết quả chiếu xạ
đối với khoai tây và hành tím.


5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chiếu xạ thực phẩm

1.1.

Chiếu xạ thực phẩm là q trình chiếu bức xạ ion hóa lên thực phẩm nhằm
tiêu diệt các sinh vật, vi sinh vật, côn trùng có hại trên thực phẩm, làm chậm các
q trình chín sau thu hoạch, ức chế sự nảy mầm, qua đó giúp bảo quản thực phẩm

làm giảm nguy cơ gây bệnh khi sử dụng các loại thực phẩm này (WHO, 1988).
Theo TCVN 7247:2008 (CODEX STAN 106-1983, REV.1-2003) các loại
bức xạ ion hóa dùng để chiếu xạ thực phẩm là (Bảng 1.1):
- Tia gamma phát ra từ các đồng vị phóng xạ 60Co hoặc 137Cs;
- Tia X được phát ra từ các nguồn máy làm việc ở mức năng lượng nhỏ hơn
hoặc bằng 5 MeV;
- Chùm tia điện tử được phát ra từ các nguồn máy làm việc ở mức năng lượng
nhỏ hơn hoặc bằng 10 MeV.
Bảng 1.1. So sánh các loại bức xạ ion hóa dùng trong chiếu xạ thực phẩm
Tính chất, đặc điểm
Nguồn năng lượng
Đặc tính

Loại bức xạ
Tia gamma
Chùm tia điện tử
Đồng vị phóng xạ
Điện

Tia X
Điện

Sóng điện từ

Electrons

Sóng điện từ

Hướng bức xạ

Đẳng hướng
(khơng thể kiểm
sốt được hướng)

Một chiều

Một chiều

Độ đâm xun

Tốt

~ 38 mm
(10 MeV)

Tốt

Bổ sung/thay thế

Có

Khơng đơn giản

Khơng đơn giản

Khơng

Khơng

Thấp đến trung

bình

Thấp đến trung
bình

Vận chuyển và quản lý
vật liệu phóng xạ
Sự chú ý của cơng chúng

Có (rủi ro ngày
càng tăng)
Cao


6

Chiếu xạ thực phẩm là phương pháp được sử dụng phổ biến trong nhiều năm
trở lại đây vì những lý do sau:
- Thực phẩm chiếu xạ không tiếp xúc với chất phóng xạ và khơng thể trở
thành “thực phẩm phóng xạ” được.
- Sau khi chiếu xạ, thực phẩm không xuất hiện bất kỳ độc tố nào và khơng
có sự thay đổi các thành phần hóa học gây ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe con
người.
- Chiếu xạ không làm giảm giá trị dinh dưỡng trong thực phẩm, ngồi ra cũng
khơng có thay đổi đáng kể nào của vitamin, acid amin và acid béo…
- Các nhà máy sử dụng công nghệ chiếu xạ thực phẩm vận hành theo đúng
quy trình an tồn sẽ khơng gây hại gì đến mơi trường xung quanh cũng như không
gây ảnh hưởng bất lợi về sức khỏe của công nhân làm việc.
Chiếu xạ thực phẩm được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, cụ thể
(WHO, 1988):

- Phòng chống vi sinh vật gây bệnh: Chiếu xạ với liều thích hợp sẽ tiêu diệt
được các vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh như E. coli, Trichina, Salmonella (vi
khuẩn làm thực phẩm có tính độc)… có trong thịt và gia cầm hay các loại thực phẩm
khác.
- Bảo quản: Chiếu xạ tiêu diệt hoặc làm bất hoạt vi sinh vật gây hư hỏng, kéo
dài tuổi thọ của các loại thực phẩm.
- Ức chế nảy mầm và trì hỗn q trình chín của nơng sản để tăng thời gian
bảo quản.
- Kiểm sốt cơn trùng: Tiêu diệt cơn trùng bên trong hoặc trên bề mặt các
loại trái cây.
- Tiệt trùng: Một số loại thực phẩm sau khi được chiếu xạ để tiệt trùng có thể
được bảo quản trong nhiều năm mà khơng cần giữ lạnh. Với mục đích tiệt trùng,
thực phẩm sẽ được chiếu xạ với liều lượng cao hơn nhiều so với các mục đích khác.
Trên bao bì của thực phẩm đã chiếu xạ, ngồi những thơng tin bắt buộc theo
quy định của pháp luật, phải được dán nhãn hiệu RADURA (Hình 1.1) hoặc phải
có dịng chữ “Thực phẩm chiếu xạ” để nhận biết.


7

Hình 1.1. Nhãn hiệu RADURA nhận biết thực phẩm chiếu xạ
1.2. Tổng quan tình hình chiếu xạ thực phẩm
1.2.1. Ngồi nước
Từ những năm cuối của thế kỷ XIX, việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chiếu
xạ đã được bắt đầu để bảo quản thực phẩm và nông sản trên thế giới (Josephson,
1983). Năm 1896, H.Minsch (Đức) có một cơng bố đề nghị dùng bức xạ ion hóa để
bảo vệ thực phẩm nhằm giết các vi khuẩn gây hại cho thực phẩm. Năm 1904, S.C
Prescott phát hiện ra hiệu ứng diệt khuẩn của bức xạ. Năm 1905, ở Anh và Hoa Kỳ
dùng bức xạ ion hóa để diệt khuẩn trong thực phẩm. Năm 1921, B. Schwartz có các
nghiên cứu về ảnh hưởng của tia X lên Trichinella spiralis trong thịt heo tươi (Đồn

Bình, Đồn Thị Thế, 2013). Thực phẩm đã qua chiếu xạ được thương mại hóa từ
những năm 1950 với sự chấp nhận rộng rãi trên toàn cầu (WHO, 1988). Năm 1971,
chương trình chiếu xạ thực phẩm quốc tế đầu tiên được triển khai với sự tham gia
của 23 quốc gia, mục đích chủ yếu là trao đổi thơng tin về kỹ thuật chiếu xạ cũng
như hợp tác nghiên cứu về chiếu xạ thực phẩm.
Năm 1980, các chuyên gia hỗ trợ của 3 tổ chức quốc tế lớn là Tổ chức Y tế
thế giới (WHO), Tổ chức Nông lương thế giới (FAO) và Cơ quan Năng lượng
nguyên tử quốc tế (IAEA) họp ở Genevo (Thụy Sĩ) để tổng kết các cơng trình nghiên
cứu trong nhiều năm qua về tình hình chiếu xạ thực phẩm của các nước trên thế giới
(Farkas, 2011). Nhóm chuyên gia đã đi đến kết luận rằng thực phẩm chiếu xạ với
liều chiếu thích hợp khơng gây ra độc hại và khơng ảnh hưởng gì đến sức khỏe con
người (WHO, 1999). Từ các kết quả nghiên cứu của các cơ quan chuyên môn quốc
tế, bắt đầu từ năm 1980, kỹ thuật chiếu xạ đã được phát triển một cách nhanh chóng


8

trên thế giới. Theo nghiên cứu của Kume và cộng sự (Kume, 2009), số lượng thực
phẩm chiếu xạ (trái cây, rau củ, gia vị, các loại hạt, hải sản, thịt và gia cầm) được
IAEA ước tính khoảng 405000 tấn trong năm 2005, trong đó 186000 tấn (46%) để
khử trùng gia vị và rau khô, 88000 tấn (22%) để ức chế nảy mầm của tỏi và khoai
tây, 82000 tấn (20%) để khử trùng ngũ cốc và hoa quả, 32000 tấn (8%) để khử trùng
thịt và cá. Số lượng quốc gia với sản lượng chiếu xạ hơn 1000 tấn lên tới 16 nước,
bao gồm Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ukraina, Brazil, Nam Mỹ, Việt Nam, Nhật Bản,
Hàn Quốc, Pháp, ….
Tại châu Á, số lượng thực phẩm được chiếu xạ là 183243 tấn năm 2005 và
tăng lên 285223 tấn vào năm 2010. Khoảng 125000 tấn thực phẩm được chiếu xạ
hàng năm ở Mỹ. Số lượng thực phẩm được chiếu xạ ở châu Âu là 15060 tấn năm
2005, 9272 tấn năm 2010 và 5690 tấn năm 2015 (Eustice, 2018). Hiện nay, có hơn
60 quốc gia đã áp dụng kỹ thuật chiếu xạ và cho phép thực hiện trên nhiều loại thực

phẩm khác nhau. Hơn nửa triệu tấn lương thực đang được chiếu xạ mỗi năm và số
lượng này đang tăng trưởng một cách ổn định.
1.2.2. Trong nước
Mở đầu cho việc ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ tại Việt Nam là nghiên cứu ứng
dụng kỹ thuật chiếu xạ để bảo quản dài ngày thịt lợn muối của Nguyễn Mạnh Kiên
và cộng sự vào cuối năm 1960.
Trong năm 2015, các thực phẩm được chiếu xạ của Việt Nam được xuất khẩu
sang Mỹ có thể kể đến như thanh long (1928 tấn), nhãn (383 tấn), chôm chôm (200
tấn) và vải (36 tấn). Vải là trái cây đầu tiên được xuất khẩu sang Úc từ năm 2015
(Eustice, 2018). Năm 2019, trung bình mỗi tuần Việt Nam chiếu xạ khoảng 200 tấn
trái cây tươi xuất khẩu. Năm 2020, Việt Nam xuất khẩu 100 tấn vải tươi sang Úc và
đang có kế hoạch mở rộng dịch vụ chiếu xạ chanh dây, bưởi, rau quả và thủy sản
đông lạnh để xuất khẩu và tiêu thụ trong nước ( Tại cơ sở chiếu xạ Đà
Nẵng, lượng hàng hóa chiếu xạ của 3 tháng đầu năm 2021 tăng rõ rệt, bằng sản
lượng hàng hóa chiếu xạ của cả năm 2019 và bằng 62,5% lượng hàng hóa chiếu xạ
năm 2020 ( />Vào tháng 10 năm 2004, Bộ Y tế ban hành “Quy định vệ sinh an toàn đối với
thực phẩm bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ” làm căn cứ cho việc chiếu xạ thực


9

phẩm tại Việt Nam (Quyết định của Bộ trưởng Bộ Y tế số 3616/2004/QĐ-BYT).
Quá trình vận hành thiết bị chiếu xạ thực phẩm phải tuân theo TCVN 7250:2008
“Quy phạm vận hành thiết bị chiếu xạ xử lý thực phẩm”.
Hiện nay Việt Nam có 11 dây chuyền chiếu xạ được liệt kê trong Bảng 1.2.
( />Bảng 1.2. Các dây chuyền chiếu xạ hiện nay ở Việt Nam
Tên cơ
quan/công ty

Năm

thành
lập

Tên máy và hoạt

Mục đích

Sở

Vị trí đặt

độ ban đầu

ban đầu

hữu

máy

Nhà
nước

Hà Nội

Bảo quản
Trung tâm
chiếu xạ Hà
Nội

1991

Trung tâm
Nghiên cứu
và Triển khai

3/1999

công nghệ
bức xạ

Công ty
TNHH Sơn
Sơn

Công ty cổ
phần An Phú

7/2004

Máy chiếu xạ

thực phẩm,

nguồn Cobalt-60
RPP-150, 107 kCi

ức chế nẩy
mầm rau củ
quả

Máy chiếu xạ
nguồn Cobalt-60

Dụng cụ y tế,
đông nam

SVST-Co60/B,
400 kCi

dược và thực
phẩm

Máy chiếu xạ
nguồn tia X được
chuyển đổi từ 2
máy gia tốc, 5
MeV-120 kW

Thanh trùng
thực phẩm và
rau quả

Máy chiếu xạ
5/2005

nguồn Cobalt-60
TBI-140, 1MCi

Nhà
nước

Tp. HCM

Tư
nhân

Tp. HCM

Đa sở
hữu

Bình
Dương

Dụng cụ y tế,
đơng nam
dược và thực
phẩm