ứng dụng bao bì năng động trong bảo quan rau quả

Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường

TIỂU LUẬN
ỨNG DỤNG BAO BÌ NĂNG ĐỘNG
TRONG BẢO QUẢN RAU QUẢ
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 1 Lớp ĐHTP3
BỘ CÔNG
THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI
HỌC CÔNG
NGHIỆP TP.HCM
VIỆN CÔNG
NGHỆ SINH HỌC
VÀ THỰC PHẨM
GVHD: Th.S Dương Văn Trường
Lớp: Những vấn đề mới trong CNTP
Mã HP: 220508201
Sinh viên thực hiện:
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc – 07710771
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Tp HCM, Tháng 01 Năm 2012
Trong những năm học tại trường Đại Học Công Nghiệp TP.Hồ Chí Minh em đã
được thầy cô tận tình chỉ bảo, truyền đạt kiến thức
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành Thầy Dương Văn Trường đã tạo điều kiện cho
em được biết thêm về những vấn đề mới trong công nghệ thực phẩm và tìm hiểu đề tài
tiều luận “Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả” khá lí thú này
Do kiến thức còn hạn chế nên bài tiểu luận không tránh khỏi những sai sót, em rất
mong nhận được ý kiến từ quý thầy cô cũng như các bạn để bài báo cáo được hoàn
thiện hơn.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!
Người viết

Chiêm Lâm Nguyệt Phúc
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 2 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Như chúng ta đã biết, bất kỳ một sản phẩm thực phẩm nào (chủ yếu là thực
phẩm tươi sống như: rau quả tươi, cá, thịt gia súc sống, bán chế phẩm) được bảo quản
trong điều kiện môi trường khí quyển bình thường, chất lượng của chúng sẽ giảm dần
và tiến tới hư hỏng hoàn toàn do thối rữa. Sự hư hỏng, thối rữa của những sản phẩm
này xảy ra chủ yếu là do nguyên nhân nhiễm bệnh bởi sự tấn công của vi sinh vật hoặc
một phần do hoạt động sống vẫn tiếp tục thúc đẩy các biến đổi sinh hoá, vật lý, hoá
học xảy ra. Xuất phát từ những nghiên cứu thực tế thì chúng ta cần phải điều chỉnh các
quá trình sinh hoá xảy ra trong sản phẩm thực phẩm nhằm hạn chế sự hư hỏng đến
mức thấp nhất và vẫn giữ được chất lượng thực phẩm khi đem vào chế biến như hạ
thấp nhiệt độ môi trường bảo quản (bảo quản lạnh), thay đổi thành phần khí quyển,
điều chỉnh độ ẩm,… Vì vậy, việc ứng dụng các bao bì năng động trong việc bảo quản
thực phẩm là rất cần thiết đặc biệt là trước những thay đổi về màu sắc và hình dạng
của rau quả theo thời gian, không những thế “Ứng dụng bao bì năng động trong bảo
quản rau quả” còn giúp nâng cao chất lượng phục vụ và mang đến sự hài lòng cho
người tiêu dùng đối với sản phẩm.
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 3 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Mục lục
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 4 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
1. Khái niệm bao bì năng động
Bao bì năng động: là sự kết hợp của những loại phụ gia nhất định vào trong màng
film của bao bì hoặc bên trong những vật chứa nhằm kéo dài thời gian bảo quản hoặc
tăng tính an toàn và cảm quan sản phẩm mà vẫn duy trì được chất lượng sản phẩm
 Các loại bao bì năng động:
−
Bao bì thải loại oxy

−
Bao bì thải loại ethylene
−
Bao bì thải loại CO
2
−
Bao bì điều hoà độ ẩm
−
Bao bì toả hương
−
Bao bì hút mùi
−
Bao bì cung cấp chống oxy hoá
2. Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả
Rau quả tươi luôn là lựa chọn hàng đầu của người tiêu dùng và màu sắc hình dáng
bên ngoài luôn là tiêu chí quyết định. Sự liên quan giữa màu sắc đến chất lượng rau
quả đã tồn tại theo giời gian: khi màu đỏ của trái cây được tăng cường, cảm nhận về vị
ngọt cũng tăng lên, và cũng dùng làm tiêu chuẩn kết hợp với các đặc điểm khác để xác
định thời điểm thu hoạch cũng như định giá trong thương mại. Các kiến thức về thành
phần hóa học của rau quả sẽ cho phép ta ứng dụng các phương pháp đảm bảo màu sắc
và chất lượng sau thu hoạch. Trong thực tế, việc làm giảm hàm lượng 0
2
và tăng lượng
CO
2
trong điều kiện bảo quản rau quả bằng các phương pháp thông dụng như phương
pháp CA (controlled atmosphere, khí quyển kiểm soát) hoặc bao bì điều chỉnh kí
quyển (MAP-modified atmosphere packaging) đã góp phần giữ ổn định màu sắc. Ngày
nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhiều phương pháp vật lí mới đã được
áp dụng để giảm thiểu các thay đổi bất lợi trong quá trình thu hoạch bảo quản và vận

chuyển rau quả.
2.1Những nghiên cứu về biến đổi của rau quả dưới tác động môi trường
Để ứng dụng các loại bao bì năng động trong việc bảo quản rau quả, chúng ta
cần phải biết được phần nào những thay đổi nào của môi trường tác động đến chất
lượng cũng như các đặc tính cảm quản của rau quả từ đó lựa chọn các loại bao bì phù
hợp để đạt hiệu quả nhất.
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 5 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Màu sắc và hình dáng là hai tiêu chí mà người tiêu dùng quan tâm nhất để lựa
chọn rau quả. Màu sắc của rau quả là tập hợp của nhiều thành phần sắc tố tự nhiên
trong đó bao gồm 3 họ sắc tố chính là: Chlorophyll, carotenoid và các hợp chất
phenolic hòa tan trong nước: Anthocyanin, Flavonol và Proanthocyanin trong không
bào, và ở một số hiếm rau quả có thể kể thêm là Betalain (Arte´s et al, 2002c; Kidmose
et al, 2002; Lancaster et al, 1997). Các phản ứng sinh hóa liên quan đến các hợp chất
này theo các con đường khác nhau. Màu sắc bên ngoài cũng chịu ảnh hưởng của các
tác nhân vật lí chẳng hạn như sự hiện diện của sáp, hoặc phụ thuộc vào bề mặt hình
học của rau quả…… Ở phần này sẽ đề cập đến ảnh hưởng của O
2
, CO
2
lên độ bền và
màu sắc của rau quả
2.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ oxy thấp:
Các nghiên cứu cho thấy hoạt động của enzyme tyrosinase-enzyme gây nên quá
trình hóa nâu của nấm phụ thuộc vào nồng độ oxy. Nồng độ oxy thấp cũng làm giảm
sự tăng trưởng của vi sinh vật (Roy, 1996).
Dâu tây được bảo quản trong nồng độ oxi thấp 2kPa cho màu sắc tươi hơn, hàm
lượng anthocyanin và các axit hữu cơ cao hơn so với để trong không khí bình thường.
Sự mất màu đỏ của rau diếp xoắn sau 7 ngày khi được bảo quản ở 12°C giảm
mạnh từ 90% ở trong không khí xuống còn 35% ở 2kPa O

2
và 0kPa CO
2
(Verlinden et
al., 2001).
Những lát khoai tây tươi qua chế biến được bảo quản theo MAP với nồng độ
oxy thấp cho thấy khả năng duy trì màu sắc tốt hơn khi mức O
2
được hạ từ 3.5 xuống
1.4kPa do làm giảm quá trình oxy hóa. Để làm giảm quá trình hóa nâu của những lát
khoai tây đã qua sơ chế cần thêm giai đoạn ngâm chúng trong các dung môi hóa học.
Quá trình hóa nâu có liên quan mật thiết đến nồng độ O
2
và CO
2
trong bao bì vì vậy
nồng độ O
2
cần giảm xuống mức tối thiểu (Gunes and Lee,1997)
Cường độ hóa nâu của sản phẩm táo ăn liền phụ thuộc vào thành phần khí
quyển. Táo đươc bảo quản theo MAP sẽ hiệu quả trong việc chống hóa nâu và mất
màu bằng cách thay thế O
2
bằng việc bơm 100kPa N
2
và sử dụng một màng film có
khả năng thẩm thấu O
2
thấp (Soliva-Fortuny, 2001)
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 6 Lớp ĐHTP3

Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Nghiên cứu cho rằng nồng độ O
2
vượt ngưỡng 21kPa có thể ảnh hưởng đến
chất lượng sau thu hoạch của rau quả tươi đã chế biến (Day, 1994).
Khi tập trung nghiên cứu về các thành phần sắc tố, Kader and Ben-Yehoshua
(2000) đã kết luận với 40-50kPa O
2
sẽ thúc đẩy quá trình chín của cà chua, với khoảng
từ 60-100kPa sẽ tăng nhanh quá trình tổng hợp lycopen. 40-80kPa sẽ làm tăng màu sắc
của các loại quả vỏ trong và nước ép cam.
Áp suất dư O
2
đặc biệt hiệu quả trong việc ức chế sự hóa nâu của các loại rau
tươi đã qua xử lí bao gồm các loại salad, rau đắng, rau diếp xoăn (Jacxsens 2001,
Allende, 2002)
2.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ CO
2
cao
Ở mức 3-5kPa CO
2
có thể gây ra hiện tượng cháy bề mặt và hương vị bất
thường trong các loại quả có múi khi bảo quản lạnh (Arte´s, 1995; Kader, 1990). Vì
thế việc sử dụng CO
2
để giữ màu sắc nguyên liệu thực vật phải được xem xét phù hợp
với từng giống loài.
Khí quyển làm giàu CO
2
có thể làm giảm sâu bệnh trong giai đoạn sau thu

hoạch nhưng nồng độ anthocyanin lại bị ảnh hưởng đặc biệt là trong nội mô. Trong
thời gian bảo quản của dâu tây trong không khí công thêm 10 hoặc 20kPa CO
2
, sắc độ
da tăng theo thời gian và không bị ảnh hưởng bởi thành phần khí. Màu sắc của các quả
dâu để trong không khí sẽ kém hơn so với trong khí quyền kiểm soát(CA) và sắc độ
dưới áp suất 10kPa có phần cao hơn so với dưới áp suất 20kPa CO
2
(Holcroft and
Kader, 1999a)
Trái ngược với hiệu quả quan sát thấy trên quả dâu, CO
2
không ảnh hưởng đến
anthocyanin torng quả lựu. Màu đỏ nước quả tăng khi bảo quản sau 8 tuần ở 5°C trong
điều kiện 5kPa CO
2
và 5kPa O
2
trong khi để ngoài không khí cho thấy sự nhạt màu
(Arte´s ,1996)
Thế nhưng lại có những kết quả khác ở quả cherry. Đối với cherry đỏ và tím
11kPa CO
2
kìm hãm tổng hợp anthocyanin và khi được bao gói với nồng độ CO
2
cao
có thể duy trì lượng anthocyanin trong suốt quá trình bảo quản (Remo´n et al., 2000).
Để tránh nguy cơ thay đổi màu không mong muốn, các quả cherry đã được bảo quản ở
1-2°C trong 26 ngày trong không khí có sục thêm 20% CO
2

1 lần mỗi tuần trong 24
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 7 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
giờ. Kĩ thuật gây shock CO
2
này có thể ứng dụng để kiểm soát sâu bệnh cho cherry,
tiết kiệm và dễ dử dụng hơn so với phương pháp CA liên tục (Arte´s et al., 2002d)
Sự hiện diện của anthocyanin trong măng tây trắng gây nên màu tím không
mong muốn. Lượng anthocyanin tích lũy chậm khi bảo quản bằng MAP ( 1kPa O
2
và
5-7kPa CO
2
) trong 6 ngày lần lượt ở 2.5, 10 và 20°C. Ở chiều ngược lại đối với măng
tây được bảo quản trong không khí, hàm lượng anthocyanin tăng ở bất kì nhiệt độ nào
dẫn đến xuất hiện màu tím, sự hiện diện của ánh sang không gây ảnh hưởng đến thử
nghiệm này (Siomos, 2000). Các nghiên cứu sau đó cho thấy có thể ngăn quá trình gia
tăng nồng độ anthocyanin bằng cách bảo quản từ 5kPa CO
2
trong điều kiện tối và hơn
10kPa trong điều kiện có ánh sáng.
Đã có báo cáo cho rằng nồng độ CO
2
có thể cải thiện màu sắc và duy trì
chlorophyll của bông cải xanh trong quá trình bảo quản. Bảo quản theo MAP với
11kPa O
2
và 7.5 kPa CO
2
trong 96 giờ ở 5°C không có sự thay đổi màu xanh so với

khi thu hoạch (Barth and Zhuang, 1996)
Nhiều thử nghiệm đã kết hợp bảo quản bằng phương pháp CA và nhiệt độ thấp
cho thấy tăng nồng độ CO
2
lên 2.6 hoặc 4.7kPa có thể duy trì hình dáng và hàm lượng
chlorophyll của đậu (Ontai, 1992).
Nồng độ CO
2
cao có thể dễ gây tổn thương ở rau diếp nhưng lại hiệu quả trong
phòng tránh sự hóa nâu. Trong không khí cộng thêm 15kPa CO
2
các hợp chất phenolic
không thay đổi trong quá trình bảo quản. Nếu CO
2
được thay thế bởi không khí, hàm
lượng phenolic tăng nhanh ở 20°C và chậm ở 0°C. Trong các nghiên cứu trước đó đã
chỉ ra rằng trong mô rau diếp, CO
2
có vai trò ngăn chặn sự hóa nâu bằng cách kìm hãm
quá trình sản xuất các hợp chất phenolic (Siriphanich and Kader, 1985)
Ở mức 39kPa CO
2
và 1kPa O
2
ảnh hưởng đáng kể đến nồng độ anthocyanin
trong mô quả táo. Sự suy giảm này do phản ứng hóa nâu giữa anthocyanin với các acid
amin tự do được giải phóng do mô bị phá hủy bởi nồng độ cao CO
2
(Lin, 1989).
2.1.3 Kết hợp nồng độ oxy thấp, nồng độ CO

2
cao và các loại khí khác:
Sự phát triển màu sắc của cà chua chịu ảnh hưởng của các thành phần khí.
Nhiều nhà nghiên cứu đã phát triển các mô hình thực nghiệm để tính toán các thông số
màu của cà chua được bảo quản trong điều kiện không khí không đổi hoặc biến đổi.
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 8 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Khi các loại quả được tiếp xúc với 20 bầu không khí khác nhau bao gồm 5-20kPa O
2
tương ứng với 5-20kPa CO
2
, và kết quả cho thấy những thay đổi trong môi trường O
2
nhiều hơn so với CO
2
.
Hàm lượng anthocyanin trong quả mâm xôi tăng khi bảo quản trong điều kiện
thông thường và không đổi khi bảo quản theo CA (10kPa O
2
, 15 hoặc 30kPa CO
2
).
Các quả bảo ở theo điều kiên thường đậm màu hơn, kém sắc đỏ, sắc vàng và hơi
nghiêng về đỏ xanh-nhạt. CA với 10kPa O
2
và 30kPa CO
2
cho quả sẫm màu hơn
nhưng còn với CA 10kPa O
2

và 15kPa CO
2
không làm thay đổi thông số màu sắc nào.
(Haffner 2002).
Đã có nghiên cứu cho rằng Argon và các loại khí hiếm khác có thể ứng trong
cho phương pháp MAP. Mặc dù trơ về mặt hóa học nhưng chúng là những chất hoạt
động sinh hóa với khả năng hòa tan torng nước cao hơn N
2
và O
2
. Ar có khả năng ngăn
chặn hoạt động enzyme, kiểm soát các phản ứng hóa học bất lợi, giảm tỉ lệ hô hấp và
do đó ảnh hưởng trực tiếp tới thời hạn bảo quản (Day, 1994). Tuy nhiên vẫn có thiếu
các bằng chứng thuyết phục về việc thay thế một phần hoặc hoàn toàn N
2
bằng Ar đem
lại lợi ích chất lượng cho hệ thống MAP. Những thí nghiệm đồng thời N
2
và Ar lên hai
loại enzyme, một liên quan đến quá trình hô hấp (malic dehydrogenase EC 1.1.1.37),
một là liên quan đến sự hóa nâu của trái cây (tyrosinase) cho thấy có sự giảm nhẹ
trong hoạt động của Ar so với N
2
(Zhang, 2000)
Sự kết hợp giữa CO
2
ở nồng độ 5-10kPa với O
2
thấp hơn 5kPa có thể làm chậm
quá trình hóa nâu và kéo dài thời gian bảo quản ở các sản phẩm tươi cắt lát (Cantwell,

1992). Việc sử dụng NO ngoại sinh bằng cách xông khử trùng ngắn có thể kéo dài thời
gian bảo quản các sản phẩm tươi sau thu hoạch thông qua việc ức chế ethylene.
Càng ngày những nỗ lực để hiểu và kiểm soát màu sắc trong rau quả ngày càng
được chú trọng nhằm đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng.
Ngoài việc sử dụng các phương pháp vật lý như MAP hoặc các lớp màng có thể
hạn chế O
2
hoặc các phương pháp nhiệt nhẹ cũng sẽ phát triển. Sự kết hợp giữa các
phương pháp vật lý với các nhân tố chống hóa nâu tự nhiên như axit hữu cơ hoặc các
dẫn xuất của 4-hexilresorcinol cũng được nghiên cứu (Arte´s, 1998).
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 9 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Đối với lát cắt khoai tây và táo, có thể ứng dụng các lớp màng cellulose được
xem như các chất mang chống oxi hóa, có thể bảo quản trong một tuần ở 4°C. Acid
Ascorbic và các dẫn xuất của nó được ứng dụng như lớp màng trì hoãn quá trình hóa
nâu của rau quả (Baldwin, 1996)
Việc sử dụng các chất ức chế sự hóa nâu (Kali Sorat hoặc Acid Sorbic) sẽ hiệu
quả trong các lát cắt xoài tươi
Sự phát triển của công nghệ kỹ thuật di truyền để tối ưu hóa màu sau thu hoạch
hiện đang được nhiều nhà khoa học nghiêu cứu
2.2Các xu hướng mới ứng dụng bao bì năng động trong việc bảo quản rau
quả
2.2.1 Kiểm soát ethylene:
Ethylene được xem như là một chất khí gây ra quá trình chín cũng như tăng tốc
quá trình làm chín và mềm của trái cây. Ethylene cũng có thể gây ra các rối loạn sinh
lý sau thu hoạch như đốm nâu đỏ trên rau diếp và bỏng trên quả táo.
Đã có nhiều phương pháp để làm giảm ảnh hưởng của ethylene trong quá trình
bảo quản và vận chuyển bao gồm lưu trữ nhiệt độ thấp và CA hoặc các thiết bị lọc để
loại bỏ ethylene sản sinh trong bảo quản sản phẩm.
Nhiệt độ thấp làm giảm lượng ethylene sinh ra do làm giảm quá trình hô hấp và

trao đổi chất. Phương pháp CA với nồng độ oxy thấp CO
2
cao cũng làm giảm quá trình
hô hấp.
Công nghệ bao bì được thiết kế để lọc hoặc hấp thụ ethylene sinh ra cũng đã
được nghiên cứu phát triển. Công nghệ bao bì lọc ethylene được sử dụng rộng rãi hiện
nay là cho thêm gói nhỏ chứa Kali Permanganate được cố định trên các chất trơ như
nhôm và silica. Ethylene sẽ được loại bỏ bởi phản ứng oxy hóa với thuốc tím để hình
thành CO
2
và nước.
Mặc dù các gói lọc ethylene mang lại hiệu quả khá tốt nhưng cũng gây ra
những ảnh hưởng không mong muốn như sự nhiễm Kali Permanganate vào sản phẩm,
ảnh hưởng cụ thể của ethylene đối với mùi vị rau quả, và sự thiếu thiện cảm của người
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 10 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
dùng đối với các gói nhỏ này. Ngoài ra còn có thêm các loại gói lọc ethylene sử dụng
than hoạt tính với các chất xúc tác km loại như Palladium : SendoMate® của
Mitsubishi Chemicals, Neupalon™ của công ty Sekisui Jushi.
Trong những năm gần đây, các sản phẩm với các lớp màng nhựa có khả năng
loại bỏ ethylene bao gồm polyethylene được ngâm tẩm các khoáng chất phân tán mịn
như đất sét, Zeolite, cacbon đã xuất hiện trên thị trường: Evert-Fresh (Evert-Fresh Co.,
U.S.), Peakfresh™ (Peakfresh Products, Australia), Orega™ (Chang Yo, Korea), và
Bio-fresh™ (Grofit Plastics, Israel). Việc các lớp màng được trang bị thêm các khoáng
chất sẽ giúp ethylene thoát ra dễ dàng.
Công nghệ sử dụng các màng nhựa giúp thải loại ethylene sẽ được ứng dụng
cho một loạt các bao bì như fim, khay, carton bởi các nhà khoa học Úc. Công nghệ này
dựa trên phản ứng không thuận nghịch và đặc trưng giữa các hydrocacbon chưa bão
hòa chẳng hạn như phản ứng tao hợp chất vòng ngược giữa tetrazine và ethylene.
Tetrazines là hợp chất có màu thường là màu đỏ khi kết hợp với ethylene sẽ tạo thành

dihydropyridazine không màu. Và đây cũng là một thuộc tính quan trọng để kiểm soát
lượng ethylene còn lại trong bao bì.
Một trong những giới hạn của phương pháp này là sự nhạy cảm của các dẫn
xuất tetrazine dưới độ ẩm tương đối cao nhưng nhược điểm này đã được khắc phục
bằng cách tạo ra các dẫn xuất tetrazine ổn định với độ ẩm.
Một cách tiếp cận khác để giảm thiểu tác động của ethylene là sử dụng các chất
ức chế như 1-MCP. 1-MCP là một chất khí liên kết với các thụ thể ethylene ở mô thực
vật và ngăn chặn các hoạt động hormone của ethylene. Nhiều nghiên cứu còn chỉ ra
rằng thời gian bảo quản của các loại rau quả sẽ được kéo dài nếu ứng dụng nồng độ
thấp 1-MCP. 1-MCP có tên thương mại Smart Fresh ™ đã được đăng kí công bố trên
25 quốc gia bao gồm Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản.
2.2.2 Kiểm soát vi sinh vật:
Công nghệ đóng gói kháng sinh cần tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm đã được
nghiên cứu bởi tiềm năng ứng dụng trong rau quả và kĩ thuật giải phóng chất dễ bay
hơi hoặc chất khí ức chế vi khuẩn đang được ứng dụng bởi sự tiếp xúc hạn chế của nó
với bề mặt bao gói
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 11 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
• Sulfur dioxide (SO
2
)
Là một tác nhân kháng vi sinh hiệu quả được sử dụng trong hơn 80 năm qua để
kiểm soát sự phát triển của nấm Botrytis cinere, tác nhân gây mốc xám trên nho. Nếu
không có quá trình xông SO
2
nhỏ sẽ không thể bảo quản được lâu, việc xông SO
2
có
thể tiến hành trong phòng lạnh hoặc cũng có thể thực hiện sau khi nho được đóng gói
trong thùng carton có các miếng đệm giải phóng SO

2
ví dụ như các miếng đệm OSKU
được phát triển bởi Quimica Osku S.A (Chile). Cơ chế của việc giải phóng SO
2
từ các
miếng đệm là do phản ứng của nước với Natri Metabisunfit được đưa vào các lớp giấy,
lớp film nhựa hoặc các gói nhỏ.
Quá trình giải phóng SO
2
phụ thuộc nhiều vào độ ẩm tương đối (RH), và còn
môt hạn chế của việc sử dụng các miếng đệm là việc giải phóng quá mức khí SO
2
do
dự ngưng tụ trước đó bới nhiệt độ xuống thấp trong quá trình bảo quản hoặc vận
chuyển, hàm lượng SO
2
cao còn dẫn đến sự tẩy trắng không mong muốn. Hơn thế nữa,
năm 1989, dư lượng chấp nhận được của SO
2
đã được công bố là 10ppm bởi cơ quan
bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) bởi các phát hiện có sự nhạy cảm hoặc dị ứng với khí
SO
2
.
Nhiều phương pháp tiếp cận nhằm phát triển các bao bì nhựa có khả năng kiểm
soát sự giải phóng SO
2
. Một công nghệ được phát triển bởi Steelevà Zhou việc khoa
học thực phẩm Úc, bao bì gồm hai film dạng lá, lớp bên ngoài có chứ các hợp chất giải
phóng SO

2
, lớp bên trong thì chứa các axit hữu cơ như axit citric, axit stearic. Độ ẩm
sinh ra sẽ được hấp thụ bởi lớp bên trong chứa acid, gây ra sự di chuyển của các ion
hydro từ các hợp chất acid ra lớp ngoài có chứa sẵn canxi sulfit. Phản ứng giữa axit
với canxi sulfit tạo ra SO
2
và tỉ lệ tạo ra SO
2
có thể kiểm soát được bằng cách lựa chọn
chỉ số PKa thích hợp cho axit và độ thẩm thấu độ ẩm của lớp bên trong.
Hệ thống được phát triển bởi Corrigan dựa trên phản ứng của nước với sodium
metabisulfit pha trộn với các polymer, và tỉ lệ giải phóng SO
2
sẽ được kiểm soát bằng
cách chọn hỗn hợp polymer với tỉ lệ truyền hơi nước thích hợp
Các phản ứng hoá học:
Organic acid + H
2
O -> H
2
O
+
+ Org
-
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 12 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
H
2
O
+

(trong màng film) -> H
3
O
+
(ngoài màng film)
Ca
2
SO
3
+ H
2
O
+
-> Ca
2
+
+ H
2
SO
3
H
2
SO
3

-> H
2
O + SO
2


• Chlorine dioxide (ClO
2
)
ClO
2
được ứng dụng rộng rãi như một chất khử trùng dùng trong y tế và công
nghiệp thực phẩm như làm chất tẩy rửa làm sạch trái cây được quốc tế công nhận. Cơ
chế bất hoạt vi sinh vật của ClO
2
chủ yếu thông qua sự phá vỡ màng tế bào, ngặn vận
chuyển chất dinh dưỡng và hiện vẫn chưa có chủng vi sinh vật có thể kháng chịu lại.
MicroActive Corporation’s Microsphere® là công nghệ được thiết kế để duy trì
khả năng tạo chlorine dioxide và được cấu thành bởi vật liệu lõi chứa các anion như
sodium chlorite có thể phản ứng tạo thành khí chlorine dioxide. Nhân này được bao
bọc bởi một lớp màng kị nước chứa thành phần phóng thích axit giống hệ thống giải
phóng SO
2
đã nêu, việc giải phóng khí ClO
2
được kích hoạt bởi các proton ngậm nước
được hình thành khi thủy phân axit từ các lõi bên ngoài vào lõi bên trong. Tỉ lệ giải
phóng axit được kiểm soát bởi nhiệt độ và độ ẩm, từ đó kiểm soát tốc độ sản sinh
chlorine dioxide.
2.2.3 Kiểm soát hơi và độ ẩm:
Thời gian bảo quản của các loại rau quả sẽ giảm đáng kể nếu độ ẩm bên trong
bao bì không được kiểm soát tốt. Sự tăng cao của độ ẩm tương đối bên trong bao bì do
quá trình hô hấp hoặc do vật liệu có độ thoát hơi nước kém có thể gây ngưng tụ có thể
dẫn đến giảm chất lượng và độ an toàn của sản phẩm do sự phát triển của vi khuẩn.
Môt số các ứng dụng có thể kiểm soát độ ẩm đã được đưa ra thị trường: Grace
Davison’s Condensation-Gard® sachets and Pitchit Film của Showa Denko

Môt trong những phát hiện đầu tiên về bao bì theo công nghệ nói trên là của
Patterson và Joyce, bằng cách tạo ra một bức tường bao bì nhiều lớp bao gồm một lớp
vật liệu có thể hấp thu độ ẩm như PVOH hoặc các vật liệu có nguồn gốc cellulose như
giấy, xen giữa với lớp ngoài là lớp không thấm hơi nước, nước như polyethylene, và
lớp trong là phần kị nước nhưng có thể thẩm thấu nước và được hàn dính với lớp thấm
nước.
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 13 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Cấu trúc này ngăn ngừa sự ngưng tụ hơi nước bằng cách cho phép lớp hút nước
hấp thụ hơi nước khi độ ẩm cao khi nhiệt độ giảm và tránh sự mất nước khi giải phóng
hơi nước vào các khoảng không trong bao bì khi nhiệt cao. Công nghệ này đã được cải
thiện hơn nữa trong các nghiên cứu của SIRO’s Moisture Control Technology (MCT)
trong việc bảo quản súp lơ và cam trong các lô hàng đi từ Úc đến Mỹ và Singapore.
2.2.4 Kiểm soát mùi:
Một số công nghệ bao bì được phát triển nhằm loại bỏ các mùi có liên quan đến
các hợp chất dễ bay hơi có thể tích tụ bên trong bao bì như kết quả của việc phân giải
các hợp chất có trong thực phẩm như aldehyde, amin, sulfit,…
Trong một số sản phẩm như hành và khoai tây có mùi hăng tự nhiên, vì vậy mối
quan tâm hàng đầu là phòng ngừa lây nhiễm chéo mùi trong quá trình lưu trữ và vận
chuyển hỗn hợp có chứa các mặt hàng này.
Đối với việc vận chuyển có mùi vị đặc biệt như sầu riêng thì việc thiết kế bao bì
đảm bảo quá trình hô hấp nhưng phải hạn chế sự lưu thông các hợp chất mùi dễ bay
hơi. Morris đã thiết kế loại bao bì chống mùi cho việc bảo quản và vận chuyển sầu
riêng trong đó bao gồm 1 lớp nhựa ngăn mùi như polyethylene terephalate(PET) hoặc
polyethylene với độ dày thích hợp để ngặn sự truyền mùi cũng như 1 cổng cho phép
lưu thông không khí. Trên cổng này được gắn 1 gói chưa các vật liệu hấp thụ mùi làm
từ hỗn hợp than và Nickel. Cách này đã được thử nghiệm thành công trong phòng thí
nghiệm trong việc ngăn chặc sự bay hơi các thành phần mùi chính có trong sầu riêng
như: propanethiol, ethyl disulfit, methyl-methyl butyrate.
2.2.5 Bao bì loại oxy

Nồng độ oxy cao trong trong bao bì có thể thúc đẩy nhanh sự suy giảm chất
lượng và độ an toàn và dẫn đến sự sản sinh ethylene. Quá nhiều oxy sẽ dẫn đến sự
oxy hóa các thành phần như vitamin, sắc tố, hợp chất mùi, chất béo và tạo điều
kiện cho sự phát triển của các loài vi sinh vật hiếu khí (Sanjeev and Ramesh 2006).
Chất loại thải oxy là các chất phụ gia được sử dụng trong các hệ thống bao gói để
hấp thụ dư lượng oxy còn xót lại sau khi dán nhãn do tính thấm của bao bì và do
quá trình hô hấp của rau quả.
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 14 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
Nồng độ oxy trong bao bì phụ thuộc vào sự cân bằng giữa quá trình hô hấp của
sản phẩm với tính thấm khí của bao bì(Lammertyn 2001).Các chủng vi sinh vật
hiếu khí như Pseudomonas spp., Aspergillus, và Penicillium spp và loại vi sinh vật
tùy ý như Enterobacteriaceae cũng có thể phát triển trong môi trường chứa 1-2%
oxy ngay cả với nồng độ CO
2
cao (Bennik 1998). Vì vậy việc sử dụng chất loại
oxy được đề nghị kết hợp thêm với MAP và đóng gói chân không cho việc bảo
quản rau, trái cây tươi
Hình đại diện cho hệ thống loại oxy đa lớp
Lớp hấp thụ oxy (oxygen absorbing Layer) là lớp có tính thấm oxy vừa đủ có
trong bao bì, lớp bên trong (Inner Layer) có tính thấm hút oxy nhưng cũng là màng
ngăn không cho các hợp chất khác đi vào trong thực phẩm, cuối cùng là lớp hàng
rào bên ngoài ngăn cản không cho oxy từ ngoài môi trường thâm nhập vào bên
trong màng thấm oxy (Ozdemir and Floros 2004)
Các chất hấp thụ oxy có cơ chế tương tác giống cơ chế chuyển hóa sắt thành
oxit sắt, có thể làm giảm nồng độ oxy nhỏ hơn mức 100ppm (Sanjeev and Ramesh
2006). Các hợp chất loại oxy phi kim loại có thể kể đến là ascorbic acid, ascorbate
muối, catechol, glutathione, enzymes (ví dụ như glucose oxidase và ethanol
oxidase) và các axit béo không bão hòa (oleic and linoleic acid). Các chất này
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 15 Lớp ĐHTP3

Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
thường an toàn không gây độc hại như khả năng loại thấp hơn so với các chất có
tính kim loại (L´opez-Rubio; Day 2008; Oms-Oliu 2008a)
2.2.6 Bao bì shrink-wrap
Đây là kĩ thuật mới trong việc bảo
quản trái cây và rau quả sau thu hoạch
bằng cách bao gói riêng lẻ. Một nhóm
các nhà nghiên cứu tại CIPHET,
Abohar, đã đưa ra tiêu chuẩn về loại
bao bì kĩ thuật mới này với nhiều loại
trái cây như là đào, mận, táo, lưu và
rau quả như cà chua, ớt. Việc bao gói
độc lập và shrink-wrap có tác dụng kéo dài tuổi thọ, ngăn chặn sự mất ẩm, duy trì
sự săn chắc và giảm tỉ lệ hô hấp. Nó còn có khả năng trì hoãn sự biến đổi sinh lý
của một số loại trái cây trong quá trình bảo quản tốt hơn so với việc bảo quản ở
nhiệt độ thấp. Bao bì shrink-wrap có thể giảm 10-20% tốc độ thoát hơi nước ở
điều kiện thường.
Ngoài ra khi bao gói riêng lẻ còn hạn chế được việc trầy xước cũng như duy trì
được sự thu hút đặc biệt là đối với các loại rau quả như cà chua, vẫn giữ được sự
cảm quan tốt với người tiêu dùng. Không những thế shrink-wrap còn ngăn được
hiện tượng đọng nước trên bao bì. Một trong những ưu điểm lớn nhất của shrink-
wrap riêng lẻ là ngăn ngừa sự nhiễm trùng thứ cấp, có vai trò rất quan trọng khi
bảo quản trong thời gian dài. Mỗi bao bì có thể
được cung cấp điều kiện khí và độ ẩm thích hợp
để duy trì chất lượng trong suốt quá trình vận
chuyển và bảo quản. Kết quả cho thấy, việc này
có thể kéo dài thời gian bảo quản rau quả gấp đôi
thậm chí gấp ba lần mà không cần phải làm lạnh.
Bảng so sánh thời gian bảo quản của các loại rau quả khi bao gói riêng lẻ và không
bao gói

Rau/quả Độ dày Thời gian bảo quản
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 16 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
màng Film Điều kiện thường (ngày) Bảo quản lạnh (tuần)
Không bao
gói
Có bao gói Không bao
gói
Có bao gói
Ớt 20µ 5 17 3 6-7
Cà chua 15µ 9 19 3 5-6
Ổi 25µ 5-7 12 2 3-4
Đào 20µ 6-7 15 2 4-5
Táo 25µ 12 30 14 18-20
Nguồn: Shrink-Warp Packaging of Fruits and Vegetables, 5-2010
2.2.7 Màng cân bằng nhiệt độ
Màng cân bằng nhiệt độ được sản xuất bởi công ty Landec Corporation (Menlo
Park, California, Mỹ). Công nghệ của họ chủ yếu dựa trên khả năng kết tinh bất
thường của các chuỗi bên Intellimer® polymer trước tác động của nhiệt độ theo
cách có thể kiểm soát hoặc tiên liệu. Intellimer® polymer có thể đột ngột thay đổi
tính thấm, độ bám dính, độ nhớt khi đun nóng hoặc làm lạnh vài độ. Những thay
đổi này được kích hoạt bởi một công tắc điều chỉnh nhiệt độ được thiết kế bên
trong có thể thiết lập phạm vi nhiệt độ tương thích với từng ứng dụng sinh học, đặc
biệt trong tỉ lệ hô hấp của các sản phẩm rau củ tươi cắt lát. Intellimer® polymer có
thể duy trì bầu không khí tối ưu trong gói bao bì các sản phẩm cắt nhỏ hoặc nguyên
vẹn trong suốt thời gian có biến động nhiệt độ có thể xảy ra khi bảo quản lạnh và
vận chuyển. Khi nhiệt độ nâng lên, quá trình hô hấp cần nhiều oxy hơn, các
polymer sẽ có tính thấm cao hơn, nhưng khi ở nhiệt độ thấp, khả năng thấm của
các polymer sẽ tự động giảm. Mặc dù chi phí khá cao nhưng nó vẫn được ứng
dụng cho việc bao gói chuối, các loại rau củ trộn cắt lát, bông cải xanh, súp lơ,

măng tây, dâu tây trong các cửa hàng tiện lợi ở Mỹ (Robertson, 2006; Anon, 2005)
3. Kết luận:
Bao bì không những đóng vai trò là môt phần bảo vệ sản phẩm trước tác động
của môi trường mà còn phải xem xét đến vấn đồ hô hấp. Những nhu cầu về hiệu suất
bao bì ngày cang tăng cao và chịu ảnh hưởng từ thị trường cũng như xã hội, các sáng
kiến về cải tiến bao bì ngày càng nâng cao hiệu suất, với các thuộc tính ngày càng gần
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 17 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
gũi với nhu cầu sản xuất ví dụ như nhu cầu về việc kéo dài thời gian bảo quản để có
thể tiếp cận những thị trường mục tiêu xa, nhu cầu của những nhà bán lẻ.
Xu hướng tích hợp các công nghệ bao bì năng động vẫn sẽ phát triển, song song
với nó sẽ là sự phát triển của các loại bao bì tương tác. Tính khả thi của các loại bao bì
là tiếp cận nhanh chóng với những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực vi mạch điện tử, các
bộ cảm biến.
Việc kết hợp các công nghệ bao bì năng động vào các lớp phủ có thể ăn được
xem là một lĩnh vực tiềm tàng có thể ứng dụng trong tương lai
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 18 Lớp ĐHTP3
Ứng dụng bao bì năng động trong bảo quản rau quả GV: Th.s Dương Văn Trường
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Charles L.Wilson. 2007. Intelligent and Active packaging for fruits and
vegetables. Taylor & Francis Group, LLC
[2] Raija Ahvenainen. 2003. Novel food packaging techniques. Woodhead Publishing
Limited and CRC Press LLC
[3] Hà Văn Thuyết, Trần Quang Bình. 2002. Bảo quản rau quả tươi và bán chế phẩm.
Nhà xuất bản Nông nghiệp – Hà Nội
[4] Dr. R. T. Patil. May 2010. Shrink-Warp Packaging of Fruits and Vegetables.
Central Institute of Post Harvest Engineering and Technology
[5] Aaron L. Brody, Hong Zhuang and Jung H. Han. 2011. Modified Atmosphere
Packaging for Fresh-Cut Fruits and Vegetables. Blackwell Publishing Ltd
[6] Joseph Kerry and Paul Butler. 2008. Smart Packaging Technologies for Fast

Moving Consumer Goods. John Wiley & Sons, Ltd
Chiêm Lâm Nguyệt Phúc (07710771) 19 Lớp ĐHTP3