Luận án tiến sĩ Hóa học Nghiên cứu chế tạo và tính chất của màng polyme

MỞ ĐẦU
Hoa quả sau khi thu hoạch vẫn là những tế tào sống và vẫn tiếp tục
các hoạt động hô hấp và trao đổi chất thông qua một số quá trình biến đổi.
Chính những biến đổi này làm cho quả nhanh chín, nhanh già, nhũn... dẫn
tới hỏng nếu không áp dụng biện pháp đặc biệt để làm chậm quá trình này.
Trước nhu cầu bức thiết về công nghệ bảo quản sau thu hoạch, từ lâu
đã có nhiều công trình nghiên cứu trong nước nhằm tìm ra cách thức bảo
quản rau quả có hiệu quả phù hợp với điều kiện Việt Nam. Một số qui trình
bảo quản sơ bộ đã được công bố như phương pháp rửa kết hợp thanh trùng
nhẹ cho một số loại rau quả. Ngoài ra còn có một số phương pháp khác như
xử lý nhiệt, hoá chất, bảo quản trong một số loại bao bì. Các phương pháp
này có thể kéo dài thời hạn bảo quản của hoa quả nhưng không nhiều, mặt
khác lại không giữ được giá trị cảm quan bên ngoài cho hoa quả nên việc
áp dụng trong thực tế chưa được rộng rãi.
Hiện nay, có 2 công nghệ bảo quản hoa quả đang được nghiên cứu
và sử dụng khá phổ biến là bảo quản bằng lớp phủ ăn được và bảo quản
bằng màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP).
Lớp phủ ăn được áp dụng trực tiếp trên bề mặt quả bằng cách nhúng,
phun hay quét để tạo ra một khí quyển biến đổi. Lớp màng bán thấm tạo
thành trên bề mặt hoa quả sẽ giảm bớt quá trình hô hấp và kiểm soát sự mất
độ ẩm, nhờ đó duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng của quả tươi.
Các loại rau quả được chọn để bảo quản cũng rất đa dạng như cà chua, cam,
bưởi, vải, nhãn, dứa, hồng, xoài... Hầu hết các nghiên cứu đều cho kết quả
khả quan.


Công nghệ thứ hai là bảo quản bằng màng bao gói khí quyển biến
đổi. Đây là phương pháp bảo quản mà quả được đựng trong túi màng mỏng
có tính thẩm thấu chọn lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao gói. Thậm
chí quả còn được đựng trong container lớn được lót bằng vật liệu tổng hợp
có tính thẩm thấu chọn lọc đối với các loại khí.

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu bảo quản quả bằng màng polyme gần
đây bắt đầu được quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, những công trình đã
công bố cho thấy

2


các nghiên cứu đều tập trung vào việc sử dụng màng MAP và dung dịch
tạo lớp phủ ăn được nhập ngoại để bảo quản quả mà chưa có công trình nào
đề cập chế tạo các vật liệu này. Với mong muốn góp phần giải quyết những
nhu cầu cấp thiết mà thực tế đặt ra, đề tài “Nghiên cứu chế tạo và tính
chất của màng polyme ứng dụng để bảo quản quả” nhằm nghiên cứu và
chế tạo vật liệu có thể đáp ứng nhu cầu bảo quản rau quả sau thu hoạch,
góp phần tăng hiệu quả kinh tế. Với mục tiêu đó, những nhiệm vụ mà luận
án phải thực hiện là: a) Nghiên cứu chế tạo vật liệu dạng dung dịch từ
shellac
- Tạo màng và xác định tính chất của màng shellac với chất hóa dẻo
(hình thái học, tính chất cơ lý, tính chất nhiệt của màng).
b) Nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản quả dạng nhũ tương polyvinyl
axetat (PVAc)
-

Nghiên cứu quá trình tổng hợp PVAc bằng phương pháp trùng

hợp nhũ tương;
-

Sử dụng các phương pháp phân tích đánh giá độ chuyển hóa,

độ bền nhũ, trọng lượng phân tử trung bình (TLPTTB), hình thái học bề

mặt, cấu trúc, tính chất nhiệt của sản phẩm.
c) Nghiên cứu công nghệ chế tạo màng bao gói khí quyển biến đổi (MAP)
trên cơ sở polyethylen (PE) với các phụ gia vô cơ
-

Nghiên cứu quá trình trộn và cắt hạt nhựa, phân tích khả năng

trộn và phân tán phụ gia đồng thời sử dụng một số phương pháp phân tích
đánh giá.

3


-

Nghiên cứu quá trình thổi màng và đánh giá các tính chất của

màng MAP (chiều dày màng, hình thái học bề mặt, tính chất cơ lý, độ bền
mối hàn).
d) Nghiên cứu và thử nghiệm vật liệu bảo quản cho 2 loại quả (vải
và mận), đánh giá các tính chất của quả trong quá trình bảo quản: hao hụt
khối lượng, tỷ lệ hư hỏng, hàm lượng đường, độ cứng.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Các phương pháp bảo quản rau, quả tươi sau thu hoạch
Hầu hết quá trình suy giảm khối lượng và chất lượng của hoa quả tươi
đều diễn ra trong giai đoạn từ khi thu hoạch đến khi tiêu thụ. Ước tính tỷ lệ
tổn thất hoa quả sau thu hoạch do hư hỏng có thể lên tới 20-80% [1].
Nguyên nhân là do hoa quả sau khi thu hoạch vẫn là những tế bào sống và
vẫn tiếp tục các hoạt động hô hấp và trao đổi chất thông qua một số quá

trình biến đổi. Chính những biến đổi này làm cho hoa quả nhanh chín,
nhanh già, nhũn… dẫn tới hỏng nếu không áp dụng biện pháp đặc biệt để
làm chậm các quá trình này [2]. Rau quả sau thu hoạch thường trải qua một
số biến đổi như: biến đổi sinh hoá, biến đổi vật lý và biến đổi hoá học. Hiểu
rõ đặc tính hô hấp của quả tươi cũng như cơ chế của những biến đổi trên
có thể kéo dài thời hạn bảo quản của chúng.
1.1.1. Trao đổi chất sau thu hoạch và bảo quản các sản phẩm tươi
1.1.1.1. Quá trình chín và thời hạn sử dụng
Quá trình chín là một quá trình thoái hóa được điều chỉnh nội sinh dẫn
đến hỏng và thối rữa không thể dừng lại nhưng chỉ có thể làm chậm lại.
Trong khi hư hỏng và thối rữa góp phần quan trọng làm tổn thất sau thu
hoạch, thì quá trình chín gây ra tổn thất thậm chí còn cao hơn. Trong quá

4


trình chín, sản phẩm dễ bị tổn thương do nấm tấn công. Tất cả các hoocmôn
tố thực vật chính bao gồm auxin, giberela, cytokinin, abscisic axit và đặc
biệt là etylen, đều gây ảnh hưởng tới một trong các quá trình chín và lão
hóa [3]. Tuy nhiên, lão hóa đi kèm với quá trình chín của quả. Khái niệm
và phân biệt giữa 2 hiện tượng này là khá khó khăn và đôi khi còn gây
nhầm lẫn. Quá trình lão hóa là một quá trình tự nhiên và thoái hóa liên quan
đến sự già hóa. Đặc trưng của quá trình lão hóa đối với sản phẩm tươi sau
thu hoạch có thể được mô tả bởi những thay đổi như làm giảm clorophyl,
thoái hóa màng tế bào, giảm hàm lượng RNA và protein, làm biến đổi cấu
trúc (có thể dẫn đến làm mềm và gây ra các ảnh hưởng tiêu cực)… [4].
1.1.1.2. Hô hấp
Hô hấp là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất diễn ra trong bất kỳ
tế bào sống nào. Hô hấp được mô tả là sự phân hủy oxy hóa của các chất
nền phức tạp có trong tế bào, chẳng hạn như cacbohydrat, protein và chất

béo thành những phân tử đơn giản hơn (CO2 và H2O) với việc sản sinh năng
lượng và các phân tử khác được sử dụng bởi tế bào cho các phản ứng tổng
hợp. Mục đích chính của hô hấp là để cung cấp năng lượng và các chất giúp
tế bào thực hiện các phản ứng trao đổi chất cần thiết cho việc duy trì tổ
chức tế bào [5].
Hô hấp có thể xảy ra trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí, tùy thuộc
vào sự sẵn có của oxy. Đối với rau, quả sau thu hoạch, phần lớn năng lượng
được cung cấp bởi hô hấp hiếu khí, chủ yếu liên quan đến ba con đường
trao đổi chất: chuyển hóa glucozit, chu kỳ tricacboxylic axit (TCA) và vận
chuyển electron. Tuy nhiên, trong điều kiện mức độ nồng độ oxy thấp
(thường nhỏ hơn 1-2% đối với thực vật), hô hấp kỵ khí (lên men) được bắt

5


đầu, trong đó pyruvat chủ yếu bị chuyển hóa thành etanol và axetalđehyt
[6].
Hô hấp cũng là một chỉ số tuyệt vời của vấn đề trao đổi chất; nó cũng
có thể được dùng như một tiêu chuẩn hữu ích cho việc bảo quản sản phẩm
tươi. Mặc dù mối liên hệ chính xác giữa hô hấp và thời hạn sử dụng đã
không được cụ thể ở phạm vi nhất định, tỷ lệ hư hỏng của sản phẩm liên
quan đến tốc độ hô hấp của chúng. Sản phẩm có tốc độ hô hấp thấp (táo,
hành tây, khoai tây, cà rốt...) có thể bảo quản dài hơn trong khi sản phẩm
hô hấp nhanh, như dâu tây và nấm có thời hạn bảo quản ngắn. Như vậy,
sản phẩm trồng trọt có thể được phân loại vào nhóm khác nhau về khả năng
bảo quản tốc độ hô hấp của chúng [7].
Do tốc độ hô hấp là một chỉ số quan trọng của quá trình trao đổi chất
của sản phẩm sau thu hoạch, các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ này sẽ được
xem xét chính trong quá trình bảo quản rau quả tươi sau thu hoạch. Nhiều
công nghệ bảo quản sản phẩm tươi liên quan đến hô hấp nhờ điều khiển

điều kiện môi trường (ví dụ như nhiệt độ thấp và khí quyển biến đổi O 2
thấp và CO2 cao) [8, 9].

1.1.1.3. Hao hụt do thoát hơi nước
Mất nước có thể gây ra những thay đổi không mong muốn về ngoại
quan như héo và quắt, làm mềm tế bào, hụt trọng lượng và làm thay đổi
hương vị. Nó cũng gây mất nước, làm tăng tốc quá trình lão hóa. Hầu hết
rau quả không còn khả năng thương mại hóa khi chúng bị mất đi 5-10%
trọng lượng tươi. Nước mất chủ yếu là do sự thoát hơi của sản phẩm tươi
[10]. Động lực của quá trình vận chuyển ẩm là gradient áp suất hơi từ bề

6


mặt sản phẩm đến môi trường bảo quản. Trừ khi áp suất hơi nước trong khí
quyển bảo quản cân bằng áp suất trên bề mặt sản phẩm, còn lại thì hàm
lượng ẩm sẽ liên tục bay hơi khỏi vỏ sản phẩm. Như vậy, các đặc điểm của
sản phẩm như cấu trúc bề mặt của lớp biểu bì và diện tích bề mặt riêng của
quả tiếp xúc với không khí ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ bay hơi. Áp suất
hơi nước trên bề mặt sản phẩm thường gần bằng áp suất hơi nước bão hòa
tại nhiệt độ nhất định, trong khi trong không khí bảo quản áp suất hơi nước
sẽ thấp hơn so với hơi bão hòa. Vì nhiều yếu tố có liên quan đến thoát hơi,
một thuật ngữ tổng quát được gọi là "hệ số thoát hơi" được sử dụng trong
thực tế để định lượng quá trình thoát hơi nước [11].
Trao đổi chất, tốc độ thoát hơi cũng có liên quan với quá trình trao đổi
chất hô hấp. Tốc độ sản sinh ra nước liên quan trực tiếp đến tỷ lệ hấp thụ
O2 và sinh nhiệt. Người ta ước tính rằng chỉ có 42% lượng nhiệt có thể
được sử dụng cho các phản ứng tổng hợp, phần nhiệt còn lại này được sử
dụng cho bay hơi. Bất kỳ phương pháp nào làm giảm tốc độ hô hấp đều có
thể góp phần giảm thoát hơi. Tuy nhiên, rất ít biết về thoát hơi trong điều

kiện khí quyển biến đổi. Mặc dù không thể ngăn ngừa sự thoát hơi, nhưng
một số biện pháp có thể làm giảm hao hụt thoát hơi, chẳng hạn như việc
bảo quản ở độ ẩm cao, bao phim từng sản phẩm, và nhiệt độ thấp, có thể
làm tăng độ ẩm tương đối trong luồng bảo quản sản phẩm [12-14].
1.1.1.4. Các yếu tố gây suy giảm chất lượng
Rối loạn sinh lý: Sản phẩm tươi thường bị các rối loạn sinh lý khác
nhau có nguồn gốc từ việc tiếp xúc với nhiệt độ không mong muốn, C 2H4,
O2 thấp (<1%), CO2 cao (> 12%) và sự mất cân bằng dinh dưỡng. Trong số
các điều kiện môi trường bất lợi gây ra rối loạn sinh lý, bảo quản ở nhiệt
độ quá thấp thường hay gặp nhất. Các loại quả có nguồn gốc nhiệt đới và

7


cận nhiệt đới, ở nhiệt độ dưới điểm tới hạn (10-120C), thường có sự phá vỡ
hủy sinh lý, được gọi là tổn thương do đóng đá [15]. Các triệu chứng của
tổn thương do đóng đá chung quan sát được là rỗ, thịt quả bị thâm, chín bất
thường và tăng khả năng hư hỏng. Những tổn thương này được thể hiện khi
sản phẩm được chuyển từ nhiệt độ đóng đá đến nhiệt độ thường. Một hậu
quả khác của tổn thương do đóng đá là việc tạo ra mùi không mong muốn.
Các phương pháp thông thường để ngăn ngừa tổn thương do đóng đá liên
quan chủ yếu đến việc giới hạn nhiệt độ bảo quản và xử lý trên một ngưỡng
nhất định [16].
Các phản ứng sinh hóa: ngoài quá trình trao đổi chất sơ cấp, các phản
ứng sinh hóa thứ cấp xảy ra trong tế bào thực vật có thể góp phần tổng hợp
một số hợp chất mong muốn cũng như suy giảm về chất lượng. Chúng bao
gồm sự suy giảm chất diệp lục (mất màu xanh lá cây), tạo sắc tố do tổng
hợp carotenoit và phenylpropanoit, giảm độ axit (decacboxyl hóa), tăng vị
ngọt (thủy phân tinh bột), tạo hương thơm (tổng hợp rượu và este tổng hợp
thông qua sự phá vỡ enzym oxy hóa của chất béo không no), làm mềm tế

bào (hoạt tính các enzym pectinaza và xenluloza), gây thâm do enzym
(phenolaza) và quá trình oxy hóa chất béo và thủy phân chất béo (lipaza,
lipidoxygenaza và peroxidaza) [17].
Nhiễm khuẩn và bệnh: Nấm và vi khuẩn có tầm quan trọng nhất định
trong các bệnh sau thu hoạch của sản phẩm tươi. Nhiễm nấm là một yếu tố
hạn chế chủ yếu trong việc kéo dài thời gian bảo quản các loại rau quả tươi.
Nói chung, hầu hết các sản phẩm thu hoạch đều có khả năng kháng nấm
trong giai đoạn đầu sau thu hoạch. Tuy nhiên, khi bắt đầu chín và lão hóa,
chúng trở nên dễ bị nhiễm. Tổn thất sau thu hoạch chủ yếu của rau quả tươi
bị gây ra bởi các loài nấm Botrytis, Alternaria, Rhizopus và Pseudomonas

8


spp. Nói chung, mầm gây bệnh sau thu hoạch là các ký sinh trùng yếu chỉ
xâm nhập vào các tế bào bị hư hỏng [18-21].
Tổn thất sau thu hoạch do lây nhiễm có thể hạn chế bằng cách giảm
thiểu các tổn thương cơ học, nhờ duy trì các sản phẩm trong giai đoạn đầu
của quả chín hoặc quá trình lão hóa, bảo quản chúng trong điều kiện tối ưu
và xử lý sản phẩm với các tác nhân kháng khuẩn.
Tổn thương cơ học. Tổn thương cơ học đối với sản phẩm tươi có thể
hạn chế khả năng thương mại hóa. Thậm chí va đập nhẹ cũng có thể gây ra
và thúc đẩy sự suy giảm chất lượng do gia tăng hô hấp và tạo etylen, làm
thúc đẩy các phản ứng sinh hóa không mong muốn và làm cho các sản
phẩm dễ bị nhiễm khuẩn. Hao hụt do xử lý rau quả tươi có thể xảy ra trong
quá trình thu hoạch, vận chuyển, đóng gói và bảo quản sau thu hoạch. Các
vết thâm có thể xảy ra do việc cắt, lèn lắc và va đập. Để kiểm soát thiệt hại
do xử lý sau thu hoạch, quy trình xử lý cũng như bao gói phù hợp để bảo
vệ chống va đập và rung lắc là rất cần thiết [22].
1.1.2. Các phương pháp bảo quản rau quả

1.1.2.1. Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao
Phương pháp phổ biến nhất để duy trì chất lượng và kiểm soát sự hư
hỏng của hoa quả là làm lạnh nhanh với độ ẩm tương đối (RH) cao. Tuy
nhiên, phương pháp này lại gây nên sự hư hỏng lạnh ở hoa quả và việc kiểm
soát nhiệt độ một cách hiệu quả là rất khó nên một số phương pháp bảo
quản khác vẫn đang được nghiên cứu
[23].
1.1.2.2. Bảo quản bằng hóa chất

9


Sử dụng một số loại hoá chất ở những liều lượng khác nhau để kéo dài
thời gian bảo quản của hoa quả chủ yếu dựa vào khả năng tiêu diệt vi sinh
vật của những hoá chất này. Hoá chất được sử dụng để bảo quản hoa quả
tươi cần đáp ứng một số yêu cầu như: diệt được vi sinh vật ở liều lượng
thấp dưới mức nguy hiểm cho người, không tác dụng với các thành phần
trong quả để dẫn tới biến đổi màu sắc, mùi vị làm giảm chất lượng hoa quả,
không tác dụng với vật liệu làm bao bì hoặc dụng cụ, thiết bị công nghệ, dễ
tách khỏi sản phẩm khi cần sử dụng. Tuy nhiên, ít có loại hoá chất nào có
thể thoả mãn tất cả các yêu cầu trên, cho nên khi sử dụng phải chọn lựa cho
phù hợp nhằm đảm bảo đồng thời chất lượng bảo quản và an toàn thực
phẩm. Phương pháp bảo quản bằng hoá chất cũng bộc lộ một số nhược
điểm như: hoá chất có thể làm biến đổi phần nào chất lượng của hoa quả,
tạo mùi vị không tốt, gây hại cho sức khoẻ con người, có thể gây ngộ độc
tức khắc hoặc lâu dài. Vì vậy cần thận trọng khi sử dụng hoá chất để bảo
quản hoa quả [24].
1.1.2.3. Bảo quản bằng tia bức xạ
Nguyên lý của phương pháp này: khi chiếu bức xạ vào sản phẩm thì
một mặt vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt, mặt khác với rau quả tươi quá trình sinh

lý, sinh hóa có thể bị ức chế, nhờ vậy kéo dài thời hạn bảo quản.
Các loại tia bức xạ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm gồm: tia
âm cực và tia β, tia Rơngen (X) và tia γ. Do yêu cầu cần phải ưu việt, tiện
lợi về mọi mạt như: có độ xuyên thấu cao, có nguồn thu nhận dễ dàng, ổn
định, rẻ... nên hiện nay tia γ đang được sử dụng nhiều nhất [25].
1.1.2.4. Bảo quản trong môi trường khí quyển điều khiển CA (Controlled
Atmosphere)

10


Là phương pháp bảo quản hoa quả tươi trong môi trường khí quyển
mà thành phần các khí như O2, CO2 được điều chỉnh hoặc được kiểm soát
khác với điều kiện bình thường. Khí CO2 và O2 có tác dụng trực tiếp lên
quá trình sinh lý, sinh hoá của hoa quả, từ đó ảnh hưởng tới thời hạn bảo
quản của chúng. Bảo quản trong điều kiện hạ thấp nồng độ O 2, tăng hàm
lượng CO2 có thể làm giảm quá trình hô hấp, chậm sự già hoá, nhờ đó kéo
dài thời hạn bảo quản. Phương pháp này có ưu điểm là cho hiệu quả tốt,
thời hạn bảo quản dài, chất lượng hoa quả hầu như không đổi trong quá
trình bảo quản. Tuy nhiên, một nhược điểm của phương pháp này là khá
phức tạp, phải chú ý đặc biệt trong đầu tư xây dựng cũng như vận hành kho
bảo quản [26].
- Ưu điểm: Phương pháp này cho hiệu quả tốt, thời hạn bảo quản dài,

chất lượng rau quả hầu như không đổi trong thời gian bảo quản.
- Nhược điểm: Phức tạp, đòi hỏi sự chú ý đặc biệt trong đầu tư xây dựng

cũng như trong vận hành kho bảo quản. Tính ổn định của chế độ bảo quản
không cao.
1.1.2.5. Bảo quản trong môi trường khí quyển biến đổi MA (Modified

Atmosphere)
Là phương pháp bảo quản mà hoa quả được đựng trong túi màng mỏng
có tính thẩm thấu chọn lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao gói. Thậm
chí hoa quả còn được đựng trong container lớn được lót bằng vật liệu tổng
hợp có tính thẩm thấu chọn lọc đối với các loại khí [27,28]. Màng bao gói
thường được chế tạo từ các loại nhựa nhiệt dẻo như polypropylen (PP),
polyetylen tỷ trọng thấp (LDPE), polyetylen mạch thẳng tỷ trọng trung bình
(LMDPE), polyetylen tỷ trọng cao (HDPE), polyvinyl clorua (PVC). Trong

11


số này, màng được ưa dùng nhất là LDPE do tính chất chắn khí rất tốt của
nó [29].
1.2. Bảo quản bằng lớp phủ ăn được
Lớp phủ ăn được là một lớp vật liệu mỏng được áp dụng trên bề mặt
sản phẩm hoặc để thay thế lớp sáp bảo vệ tự nhiên và cung cấp một lớp
chắn ẩm, oxy và sự di chuyển chất tan cho thực phẩm. Các lớp phủ này
được áp dụng trực tiếp trên bề mặt hoa quả bằng cách nhúng, phun hay quét
để tạo ra một khí quyển biến đổi (MA). Lớp màng bán thấm tạo thành trên
bề mặt hoa quả sẽ giảm bớt quá trình hô hấp và kiểm soát sự mất độ ẩm
cũng như cung cấp các chức năng khác. Lớp phủ ăn được từ lâu đã được
sử dụng để duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng của một số loại
quả tươi như các loại quả có múi (cam, chanh, quít), táo, dưa chuột… [2,
30, 31].
1.2.1. Lớp phủ trên cơ sở polysaccarit

Một số polysaccarit đã được sử dụng trong công thức lớp phủ là tinh
bột và pectin, xenluloza, chitosan và alginat. Các lớp phủ này có thể làm
chậm quá trình chín, kéo dài thời hạn sử dụng của quả được bao màng mà

không tạo ra các điều kiện kị khí khắc nghiệt [32]. Trong số các polysaccarit
thì dẫn xuất của xenluloza có tính chất tạo màng tuyệt vời cũng như sẵn có
trên thị trường. Các dẫn xuất như cacboxymetyl xenluloza (CMC), metyl
xenluloza (MC), hydroxypropyl xenluloza (HPC) và hydroxypropyl
metylxenluloza (HPMC) có thể dễ dàng hòa tan trong nước hay dung dịch
etanol - nước, tạo màng tan trong nước và chịu được chất béo và dầu. Đây
cũng chính là ưu điểm khiến cho các dẫn xuất xenluloza được sử dụng dễ
dàng hơn so với chitosan [33].

12


Lớp phủ đi từ polysaccarit và lớp phủ trên cơ sở sáp carnauba đợc sử
dụng trên xoài. Lớp phủ đi từ polysaccarit có khả năng thấm khí hô hấp
và thấm hơi nớc thấp hơn sáp carnauba. Cả hai lớp phủ đều tạo ra khí
quyển biến đổi, giảm sự thối rữa và cải thiện vẻ ngoài, nhng chỉ lớp
phủ polysaccarit làm chậm quá trình chín và tăng nồng độ hơng dễ bay
hơi còn lớp phủ sáp carnauba làm giảm rõ rệt sự mất nớc [34].
Các lớp phủ trên cơ sở polysaccarit tan đã đợc sử dụng cho rau quả bao
gồm: LMP (metoxylpectin thấp) để phủ lạc và chà là khô, hydroxylpropyl
tinh bột để phủ mận, amyloza tinh bột với chất dẻo hóa thích hợp để phủ
chà là và nho, este amyloza của axit béo và một lớp protein đậu nành
hoặc ngô để phủ cà rốt hoặc táo [34].
1.2.2. Lp ph trờn c s protein

Cỏc lp ph n c t protein ng vt (nh protein sa) v protein
thc vt (nh zein, protein u nnh, gluten lỳa mỡ) cú tớnh cht chn oxy,
cacbonic v lipit tuyt vi, c bit l m tng i (RH) thp. Lp
ph t protein giũn v cú kh nng b nt do mt nng lng c kt ca
polyme ny khỏ bn. B sung cỏc cht húa do tng hp cú th ci thin

kh nng co gión v tớnh mm cao ca lp ph. Cng ging nh lp ph
polysaccarit, lp ph t protein cú c tớnh chn nc tng i kộm, do
bn cht a nc vn cú ca cỏc protein v cỏc cht húa do a nc c
b sung vo lp ph to mm do cn thit [35-38].
Lớp phủ ăn đợc trên cơ sở hn hợp protein váng sữa và chiếu xạ làm
giảm sự xuất hiện của nấm mốc trên dâu tây. Đó là do sự hình thành các
liên kết ngang trong quá trình chuẩn bị dung dịch phủ, sự kết hợp của
disunfua thành bityrosin giúp cải thiện tính chất chắn của lớp phủ
protein. Bổ sung CaCl2 vào công thức trên tiếp tục cải thiện hiệu quả của

13


lớp phủ protein hỗn hợp. Các lớp phủ ăn đựơc chứa cazeinat: váng sữa tỉ lệ
1:1 và CaCl2 hứa hẹn có nhiều ứng dụng trong thực phẩm. Lớp phủ từ
protein váng sữa (WPI) còn đợc sử dụng để bảo quản các rau quả tơi và
đặc biệt là các loại táo do tạo thành một lớp chắn khí tuyệt vời [31].
1.2.3. Lp ph trờn c s lipit

Lipit n c bao gm cỏc lipit trung tớnh ca glyxerit l este ca
glyxerin, axit bộo, sỏp v nha l cỏc vt liu ph truyn thng i vi hoa
qu ti, hiu qu trong vic to ra ro chn m v ci thin ngoi quan.
Cỏc loi sỏp (sỏp carnauba, sỏp ong, sỏp parafin, sỏp candelilla v cỏc loi
khỏc) ó c ỏp dng lm lp ph bo v cho qu ti vi mc ớch ngn
chn s vn chuyn m, gim c xỏt b mt trong quỏ trỡnh bo qun v
kim soỏt s hỡnh thnh vt rỏm mm (thõm v) cỏc loi qu nh tỏo nh
ci thin tớnh nguyờn vn c hc v kim soỏt thnh phn khớ bờn trong ca
qu. Lp ph sỏp ó c ỏp dng rng rói cho cỏc loi qu cú mỳi, tỏo, c
chua xanh ang chớn, da chut, c ci v nhiu loi rau khỏc khi cn b
mt búng lỏng. Lp ph t sỏp vn tip tc c s dng cho cỏc loi qu

nh chanh, da hu, tỏo, lờ [39-44].
Nha v nha thụng c a vo mng n c l nha g thụng v
coumaron inden, c hai u c s dng bao mng cho qu cú mỳi.
Nha cú th c bin tớnh bng cỏch hydro hoỏ, polyme hoỏ, isome hoỏ
v decacboxyl húa, tt c u lm tng tớnh cht nhit do v to mng
chu c nhng thay i mu sc v oxi hoỏ. Coumaron inden l sn phm
ph ca than hoc du m. Nú chu c iu kin kim, axit loóng v m
do cu trỳc mch bộo [45].
Cỏc triglyxerit hay lipit trung tớnh cú th to mt lp mng bao n nh,
liờn tc trờn b mt qu da trờn phõn cc tng i cao ca chỳng so

14


vi cỏc loi sỏp. Hu ht cỏc axit bộo thu c t du thc vt u c
xem l an ton thc phm v cú th thay th cỏc loi du khoỏng trờn c s
du m ch to lp ph n c. Tuy nhiờn, cỏc lp ph ny cú th b
mt cht lng do tớnh khụng bn ca hng thm trong khi du thc vt
hydro húa mt phn chu uc mựi ụi ụi khi li cho kt qu tt hn [46].
1.2.4. Lp ph trờn c s shellac t cỏnh kin

Shellac l thnh phn chớnh t cỏnh kin , mt loi nha t nhiờn
duy nht cú ngun gc ng vt. Nhựa cánh kiến đỏ có những tính chất
đặc biệt quý giá do có nhiều chỉ tiêu tốt về cơ lý, chịu nhiệt, cách
điện, độ bám dính, tạo màng... Lớp phủ shellac từ nhựa cánh kiến đỏ có
độ thấm khí (O2, CO2, etylen) thấp, khô nhanh, tạo cho sản phẩm phủ bề
mặt bóng. Nguồn cung cấp nhựa cánh kiến đỏ dồi dào và sẵn có.
* Nguồn gốc [47]
Sâu cánh kiến đỏ là một loại côn trùng nhỏ xíu nh con chấy tên
khoa học là Laccifer kerr thuộc bộ Coccidae (bọ rệp), sống kí sinh trên một

số loại cây gọi là cây chủ. ở Việt Nam có 3 giống gồm 5 loài là: L. fici, L.
greeni, L. lacca. Sâu cánh kiến đỏ đợc phát triển nhiều ở ấn Độ, Thái
Lan, Myanma, Trung Quốc, Liên bang Nga và các nớc Đông Dơng. ở
Việt Nam, nghề sản xuất cánh kiến đỏ có ở một số tỉnh nh Sơn La,
Hòa Bình, Lai Châu, vùng Nghệ An-Thanh Hóa tiếp giáp với biên giới
Việt-Lào và Tây Nguyên. Đây là một nguồn nguyên liệu dồi dào và sẵn
có. * Thành phần [47]
Sự phát triển của sâu cánh kiến đỏ bị chi phối lớn bởi môi trờng
sống nên nguyên liệu cánh kiến đỏ cũng chịu ảnh hởng bởi các yếu tố

15


này. Tuy vậy bất kỳ loại nguyên liệu nào cũng có những thành phần giống
nhau: độ ẩm, chất tan trong nớc, nhựa, sáp và tạp chất lẫn.
- Những chất tan trong nớc: Chất màu: có màu đỏ, tan trong nớc,

có thể xem nh là pigment trong dịch thể của sâu, là một phức hợp của
nhiều loại axit laccaic. Những chất tan khác gồm có các muối, abumin,
đờng.
- Sáp: là một hợp chất có 2 thành phần chính: sáp tan trong cồn nóng

(80%) và sáp tan trong benzen (20%).
- Nhựa trong nhựa cánh kiến đỏ có hai thành phần: Nhựa mềm tan

trong ête, chiếm 25%, chỉ số axit 100 và trọng lợng phân tử khoảng 550
v nhựa cứng không tan trong ête, chiếm tới 75% nhựa tổng cộng, chỉ số
axit 55, trọng lợng phân tử khoảng 2000.
- Tạp chất: Là những xác sâu kiến, gỗ vụn, đất cát.
* Cấu trúc phân tử của shellac

Shellac chỉ có chứa cacbon, hydro, oxy và một lợng nhỏ tro không
đáng kể, có trọng lợng phân tử là 1000. Công thức phân tử thực nghiệm
là C60H90O15 (hỡnh 1.1). Cấu trúc phân tử của

nhất:
O

CO

shellac còn cha sáng tỏ, công thức cấu tạo gần
đúng

CH
H 2C

CH

C

C

H 2C

C
CH 2

CH
CH 2

C

CH 2

OH OH

CH

Coo(CH2)6 CH CH

16

CooH
(

(CH2)7 CO O CO C12H17) OH CHO


Hỡnh 1.1. Cụng thc cu to gn ỳng ca nha shellac
Công thức này xây dựng trên cơ sở 3 axit: alơritic, senlolic, axit anehit
là những cấu tử axit chủ yếu có trong shellac.
* Phơng pháp tách shellac từ nhựa cánh kiến đỏ [47]

Nguyên liệu cánh kiến đỏ chủ yếu để tinh chế lấy nhựa do đó kĩ
thuật tinh chế cánh kiến đỏ nhằm thực hiện việc tách bỏ tạp chất ra khỏi
nhựa. Có 2 phơng pháp tinh chế với trình độ rất tách biệt là phơng pháp
thủ công và phơng pháp cơ giới. Cả 2 phơng pháp đều dựa trên một
nguyên tắc chung là từng bớc loại trừ những chất không phải nhựa ra khỏi
nguyên liệu, giữ vững hoặc cải thiện chất lợng nhựa có trong nguyên
liệu.

* Lớp phủ thực phẩm trên cơ sở shellac từ cánh kiến đỏ

Shellac đợc ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp: sơn, vecni,
vật liệu cách điện, chất kết dính, trong lĩnh vực thực phẩm, shellac
đợc dùng làm chất pha loãng màu, hợp phần chất phủ bề mặt, chất làm
bóng... shellac còn đợc làm vật liệu tạo màng phủ trong công nghiệp
dợc. Việc sử dụng shellac làm vật liệu lớp phủ để bảo quản rau quả là
đề tài mới đợc chú ý trong thời gian gần đây và những kết quả đạt
đợc ban đầu cho thấy lớp phủ thực phẩm từ shellac hạn chế sự mất nớc
làm hao hụt khối lợng, ngăn chặn nấm bệnh, lớp phủ shellac có khả năng
thấm oxy và nớc kém nên đóng vai trò nh một rào cản trên bề mặt hoa
quả làm giảm sự trao đổi khí. Nồng độ oxy giảm sẽ làm giảm cờng độ
hô hấp của rau quả kéo dài thời hạn bảo quản, đồng thời làm giảm sự sản
sinh etylen vốn là một trong các nguyên nhân làm quả mau chín. Ngoài
ra, lớp phủ sáp shellac còn tạo ra bề mặt bóng đẹp cải thiện vẻ bề ngoài
của sản phẩm. Tuy nhiên lớp phủ shellac cho rau quả cũng có nhợc điểm:

17


làm ảnh hởng đến mùi thơm của quả khi màng sử dụng có hàm lợng
shellac lớn.
Vật liệu phủ rau quả với thành phần chính là shellac còn kết hợp
thêm một số hợp phần khác: sáp, nhựa thông, nhũ tơng polyetylen, sáp
parafin, nhựa dầu mỏ, axit oleic, axit lauric, axit stearic, amoniac, kali
hydroxit, cồn, glyxerin [43, 44].
1.2.5. Lp ph trờn c s polyvinyl axetat
Gn õy, cỏc nh khoa hc ti C quan Nghiờn cu Nụng nghip thuc
B Nụng nghip Hoa K ó phỏt trin mt lp ph mi c ch to t
polyvinyl axetat (PVAc) loi dựng cho thc phm, r tin v rt d s dng,

li cho hiu qu cao khi ngn chn s h hng ca rau qu sau thu hoch
m khụng gõy mt mu. Lp ph ny c ỏp dng cho rau qu bng
phng phỏp nhỳng, phun hay quột. Lp ph t PVAc cú mt s u im
nh: lm chm quỏ trỡnh hụ hp v duy trỡ chc ca qu [48].
Thnh phn lp ph n c c ch to t PVAc loi dựng trong
thc phm hũa tan trong hn hp ancol- nc. Lp ph PVAc cú búng
cao v kh nng thm O2 v hi nc tng i tt v chỳng to thnh b
mt búng trờn ko socola, qu cú mỳi v tỏo. Vic a thờm cỏc cht húa
do giỳp duy trỡ búng ca lp ph khi hm lng ancol trong dung mụi
gim xung di 70%. Tỏo ti v cỏc loi qu cú mỳi c ph bng
PVAc ớt cú xu hng b lờn men v to ra ancol trong quỏ trỡnh bo qun
[49].
PVAc s dng lm lp ph cho rau qu thng cú khi lng phõn t
trung bỡnh t 2000 n 50.000 v thng c ch to dng nh tng
trong nc hay trong dung mụi ancol - nc. Cỏc cht húa do, cht hot

18


động bề mặt, phụ gia tăng độ bóng, dung môi cũng như các polyme tạo
màng có thể được đưa vào thành phần của lớp phủ để duy trì độ bóng và
độ thấm khí cần thiết cho quả hay thực phẩm. Lớp phủ PVAc đã được sử
dụng cho các loại quả có múi (như bưởi, cam, chanh, quất, quít), táo, lê, cà
chua, các loại quả nhiệt đới (như chuối, đu đủ, ổi, xoài, các loại dưa, các
quả có hạt (như mận, sơ ri), các quả mọng (dâu, việt quất), nho, đào, dứa,
kiwi, hồng, các loại rau củ (khoai tây, cà rốt, hành), bí, đậu, dưa chuột, xà
lách, nấm, bánh kẹo [50].
PVAc thường được chế tạo bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương. Tính
chất của nhũ tương tạo thành thường bị ảnh hưởng bởi thành phần pha
nước, chất ổn định và chất đệm được sử dụng trong quá trình chế tạo vật

liệu cũng như các điều kiện công nghệ (như nhiệt độ, nồng độ monome,
pH, tốc độ khuấy). Nhũ tương PVAc là chất lỏng màu trắng sữa chứa
khoảng 4-30% PVAc (theo khối lượng) dễ dàng áp dụng và có thể làm sạch
thiết bị bằng nước [51].
* Nhũ hóa vật liệu bảo quản: Để đạt được độ bám dính và bao phủ tốt

nhất cho hoa quả, các vật liệu phủ thường được chế tạo ở dạng nhũ tương.
Nhũ tương có thể được chia thành nhũ tương lớn và vi nhũ. Nhũ tương lớn
có kích thước hạt trong khoảng 2.103-105Å, và vi nhũ có kích thước hạt
1000-2000Å. Sự hình thành các giọt sáp nhỏ trong vi nhũ phụ thuộc vào
tương tác của pha phân tán và chất nhũ hoá, trong khi kích thước giọt trong
nhũ tương lớn liên quan đến phương pháp phân tán cơ học, bao gồm quá
trình đồng hoá áp suất cao hoặc tốc độ khuấy cao. Quá trình tạo nhũ tương
yêu cầu việc lựa chọn chất nhũ hoá thích hợp. Vi nhũ thường sử dụng hai
chất nhũ hoá: một có thể tan trong cả pha phân tán và pha liên tục và hai là
một chất cùng hoạt động bề mặt, thường là ancol. Kích thước giọt nhỏ trong

19


vi nh lm cho mng ng nht v khi khụ thỡ thnh mt mng búng [52,
53].
* B sung cỏc thnh phn chc nng vo lp ph tng cng hiu

qu: Mt trong nhng tớnh cht c bit ca lp ph n c l kh nng
kt hp cỏc thnh phn chc nng vo cht nn nhm tng cng hiu qu
ca chỳng.
Tính chất vật lý
Trong bng 1.1 là một số tính chất vật lý quan trọng của PVAc.
Bng 1.1. Mt s tớnh cht vt lý ca PVAc

Tính chất

Giá trị

Mật độ năng lợng liên kết

83 87 (cal/ml)

Mômen lỡng cực (20oC)

2,3.10-18 (esu)

Độ tan

9,5 -9,7

Nhiệt dộ dẻo hoá

35 50 (0C)

Sức căng (20oC)

300 500 (kg/cm2)

Độ ngấm nớc ( ngâm 24h, 20250C)
Độ thấm hơi nớc (250C, RH
65%)
Nhiệt dung riêng trung bình

3%

300 (109
g.cm/cm2.h.cmHg)
0.45(Kcal/mol.0C)

* Tính tan: PVAc tan trong các dung môi thơm, xeton, este. Nó cũng

có thể tan trong metanol, etanol 95%, 2-propanol 90%, butanol 90%
PVAc không tan đợc trong etanol khan và các rợu khan cao hơn, hydro
cacbon no, nớc, cacbon đisunfit, xyclohexan Các hợp chất clorua
hydrocacbon: cacbon tetraclorua, triclorua etylen, metylen clorua là các
dung môi tốt của PVAc. Có một điều thú vị là etanol nguyên chất hoàn
toàn không thể hoà tan PVAc, nhng khi thêm 5% nớc thì trở thành một

20


dung môi lý tởng, etanol khan lại là một dung môi tốt khi nồng độ của
PVAc rất lớn (hơn 50%) và ở nhiệt độ khoảng 500C [54].
* Khả năng thấm khí: Khả năng thấm khí và hơi qua PVAc đợc

nghiên cứu từ lõu trong đó vấn đề đặc biệt đợc quan tâm là khả năng
thấm hơi nớc. Lp ph PVAc làm nền có thể ph trên bề mặt ẩm mà
màng không bị hỏng vì hơi nớc có thể dễ dàng khuếch tán qua PVAc
[55].
* Sự dẻo hoá: Chức năng của chất làm dẻo hoá là biến đổi PVAc

cứng, giòn thành PVAc linh động và dẻo. Có hai kiểu dẻo hoá: bên trong
và bên ngoài. PVAc đợc dẻo hoá bên ngoài nhờ các hợp chất có khối
lợng phân tử nhỏ nh đibutyl phtalat. Chất dẻo hoá ngoại cuối cùng mất
đi, ví dụ nh bay hơi bởi vì sự có mặt của nó là hỗn hợp vật lý cùng

polyme. Trái lại, mt chất dẻo hoá nội có sự tơng tác hoá học hoặc đồng
trùng hợp polyme. Một chất dẻo hoá nội đợc gọi chất dẻo hoá vĩnh cửu vì
nó không bị mất đi dới những tác động vật lý. Ví dụ butyl acrylat là
một chất dẻo hoá nội cho PVAc vì nó tạo polyme đồng trùng hợp với PVAc
[56].
Tính chất hoá học [57]
Tính chất hoá học của PVAc tơng tự nh tính chất hoá học của các
este béo. Phn ng quan trng nht ca vinyl axetat (VAc) l phn ng
trựng hp theo c ch gc t do. VAc nguyờn cht nhit thụng thng
trựng hp rt chm nhng nu cú tỏc dng ca ỏnh sỏng hay cỏc peroxit thỡ
phn ng trựng hp xy ra nhanh. VAc trựng hp cho PVAc l mt cht
do cú giỏ tr. Quỏ trỡnh trựng hp cú th theo phng phỏp huyn phự, nh
tng hoc dung dch.

21


nCH2

CH
OCO CH 3

CH 2

CH
OCOCH

(1)
3

n

Phản ứng quan trọng nhất là phản ứng thuỷ phân PVAc to polyvinyl
ancol (PVA). Động học của phản ứng thuỷ phân PVAc trong dung môi 70%
metanol và 30% nớc đợc mô tả bởi phơng trình:
-d[P] dt = k.[OH-].[P]. V
Trong đó V = 1 Di3 Dg3 ; Dg là đờng kính của cuộn polyme
hình cầu, ngợc lại Di là đờng kính bên trong cảu hình cầu polyme
không tham gia phản ứng [P] là nồng độ của PVAc.
Tốc độ của phản ứng thuỷ phân trong môi trờng đồng nhất ớt bị
ảnh hởng bởi trng lợng phân tử (TLPT) của PVAc. Ngời ta thấy rằng
tốc độ phản ứng thuỷ phân ln hơn một chút ở polyme có khối lợng phân
tử thấp.
Có nhiều phơng pháp trùng hợp PVAc: Trùng hợp khối, trùng hợp trong
dung dịch, trùng hợp nhũ tơng, trùng hợp trong tớng rắn, trùng hợp bức xạ,
trùng hợp nhờ hợp phần cơ kim... Trong công nghiệp sản xuất PVAc sử
dụng chủ yếu 3 phơng pháp: trùng hợp nhũ tơng, trùng hợp trong tớng
rắn, trùng hợp trong dung dịch.
PVAc làm lớp phủ thực phẩm có độ bóng cao [58]
PVAc với KLPT trung bình thấp nhất là 2000 đã đợc C quan Qun
lý Dc phm v Thc phm Hoa K FDA (Food and Drug Administation)
chấp nhận là phụ gia thực phẩm trực tiếp trong kẹo cao su, một thành
phần trong các lớp phủ chống nấm cho bơ, là một chất mang axit sorbic
trong lớp bọc quít, lớp phủ bằng tinh bột sắn, thành phần trong lớp phủ

22


trứng... PVAc cũng đợc sử dụng trong lớp phủ dợc phẩm, đặc biệt là
các lớp phủ nhả chậm. PVAc có nhiều ứng dụng cho các sản phẩm thực

phẩm và dợc phẩm, tuy nhiên việc áp dụng PVAc làm lớp phủ thực phẩm
có hiệu quả làm bóng cao, đặc biệt là đối với lớp phủ hoa quả, rau, thực
phẩm chế biến cha đợc chú ý đúng mức.
1.3. Bo qun rau qu bng bao gúi khớ quyn bin i
1.3.1. Thit k v la chn vt liu
Bao gúi khớ quyn bin i l mt h th ng da trờn s cõn bng
gia tc hụ hp ca sn phm v tc thm thu khớ ca bao gúi [59].
Nh ú to ra v duy trỡ mc CO2 v O2 cn thit trong iu kin trng thỏi
dng bờn trong bao gúi. Giỏ tr O2 v CO2 chớnh xỏc trng thỏi dng tựy
thuc vo kh nng trao i khớ v tc hụ hp ca sn phm.
Tc hụ hp ca sn phm sau thu hoch ban u thng cao, gim
dn theo thi gian bo qun t ti trng dng l mt hm ca nhit bo
qun v thnh phn khớ quyn. Trong bao gúi khớ quyn bin i MAP thụng
lng thm thu khớ c thit k qua bao gúi i vi CO 2 v O2 l lng
CO2 c sinh ra bi sn phm trng thỏi dng c truyn qua khớ quyn
bờn ngoi trong khi O2 tiờu th bi sn phm c cung cp bi khớ. Oxy bờn
trong bao gúi c tiờu th bi sn phm khi nú hụ hp v mt lng gn
bng CO2 c sinh ra, s gim nng oxy v tng nng CO2 to ra mt
gradient gia khớ quyn bao gúi v iu kin bờn ngoi.
Rừ rng l thit k mng MAP hiu qu v la chn thụng minh
vt liu trao i khớ thỡ iu quan trng l phi thu c cỏc giỏ tr hụ hp
v thm thu khớ ỏng tin cy i vi CO2 v O2. õy cng l thỏch thc
hin nay v s c tho lun sau ny [60].

23


1.3.1.1. Độ thẩm thấu của màng bao gói và thông lượng trao đổi khí của hệ
bao gói
Trong bao gói khí quyển biến đổi MAP, yêu cầu về trao đổi khí có

nghĩa là thông lượng trao đổi khí hiệu quả. Thông lượng trao đổi khí của
bao gói phụ thuộc vào cả độ thấm của màng bao gói và diện tích bề mặt
trao đổi khí của vật liệu ở một nhiệt độ và áp suất thủy tĩnh nhất định. Một
màng bao gói được xem là hiệu quả không chỉ trên cơ sở độ thẩm thấu khí
mà còn là những phương pháp phân tích tích phân cần thiết.
Thông số tính chất quan trọng có tính chìa khóa đối với một bao gói
khí quyển biến đổi là độ chọn lọc của nó tức là tỷ lệ thấm CO 2/O2 của vật
liệu bao gói. Độ chọn lọc quyết định mối liên hệ giữa nồng của CO2 và O2
đối với bao gói nhất định.
Chỉ khi nào độ chọn lọc của bao gói thỏa mãn được yêu cầu của sản phẩm
đối với O2 và CO2 thì giá trị O2 và CO2 tối ưu mới có thể đạt được. Yêu cầu
về độ chọn lọc của sản phẩm lại phụ thuộc vào tỷ lệ giữa CO 2 sinh ra O2
tiêu thụ của sản phẩm đó, có nghĩa là tỷ lệ hô hấp và các thành phần tối ưu
đối với CO2 và O2 của sản phẩm đó [61].
Độ chọn lọc có liên quan đến nhu cầu thành phần CO2 và O2 cần thiết
cho từng loại sản phẩm và có thể được xác định theo phương trình dưới đây
[61].
S = RQ

(2)

Trong đó S là độ chọn lọc cần thiết, RQ là tỷ số hô hấp và ∆pO 2 và
∆pCO2 là gradien áp suất riêng phần đối của khí so với môi trường không khí
thông thường.

24


Khái niệm này chủ yếu để phân loại các vật liệu bao gói cho một sản
phẩm nhất định. Bảng 1.2, 1.3 trình bảy điều kiện thành phần khí cần thiết

cho một số loại rau quả. Ý nghĩa của các bảng này chính là tính toán cân
bằng khối lượng nên phải dựa trên việc lựa chọn vật liệu bao gói tốt, có độ
chọn lọc phù hợp với sản phẩm. Các vật liệu sẵn có hiếm khi phù hợp với
các yêu cầu cho MAP cho hầu hết các sản phẩm (bảng 1.4) [62].
Cũng phải chỉ ra rằng độ thẩm thấu đo được nhà sản xuất không phản
ánh hoạt động màng MAP. Quá trình trao đổi khí trong màng MAP liên
quan đến quá trình khuếch tán ngược dòng của các khí hỗn hợp và gradien
nồng độ khí không phải là bất biến [61].
Bảng 1.2. Điều kiện MA và độ chọn lọc cần thiết cho bao gói khí quyển
biến đổi
đối với các loại quả
Sản phẩm
Quả
Táo
Mơ
Anh đào
Sung
Kiwi
Quả xuân
đào
Quả đào
Lê
Hồng
Mận

25

Nhiệt độ
(oC)

Điều kiện MA
%O2
%CO2

Độ chọn lọc

0-5
0-5
0-5
0-5
0-5

3.0 (2-3)
2.5 (2-3)
6.5 (3-10)
5(5)
2(2)

3.0 (1-2)
2.5 (2-3)
11 (10-12)
15 (15)
5 (5)

6.0 (9-190
7.4 (6-9.5)
1.3 (0.9-1.8)
1.1 (1.1)
3.8 (3.8)

0-5
0-5
0-5
0-5
0-5

1.5(1-2)
1.5(1-2)
3 (2-3)
4 (3-5)
1.5 (1-2)

5 (5)
5 (5)
10 (0-1)
6.5 (5-8)
2.5 (0-5)

3.9 (9.5-10)
3.9 (3.8-4)
1.8(18.0-19.0)
2.6(2.0-3.6)
7.8 (3.8-20.0)