Nguyễn Thùy Châu, Nguyễn Duy Lâm, Trần Hữu Thị, và CTV

Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch

 

1.    ĐẶT VẤN ĐỀ

 

Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng mưa lớn, đó là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loại rau quả. Các loại rau quả ở nước ta rất phong phú, trong đó có nhiều loại cho sản lượng hàng năm lên tới hàng trăm ngàn tấn như: vải, cam, xoài, thanh long…

Cho đến nay, hướng nghiên cứu về bảo quản rau quả, hoa tươi nước ta chủ yếu tập trung vào bảo quản nhiệt và hoá chất. Trong khi đó, vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm và ô nhiễm môi trường đang trở thành mối quan tâm lớn do việc sử dụng quá mức các hoá chất bảo vệ thực vật độc hại trong bảo quản và chế biến nông sản nói chung và rau quả nói riêng. Vì vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm sinh học và hóa học không độc hại trong bảo quản rau quả, hoa tươi là rất cấp thiết. Xuất phát từ những lý do trên, nhóm nghiêm cứu đã tiến hành đề tài: “Nghiên cứu sản xuất một số chế phẩm sinh học, hóa học sử dụng trong bảo quản rau quả, hoa tươi” thuộc chương trình trọng điểm cấp Bộ Nông nghiệp và PTNT.

 

2.    VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

 

2.1 Các loại môi trường

 

Môi trường PDA nuôi cấy nấm mốc

            Môi trường malt - thạch nuôi cấy nấm men Candida sake, Rhodotorula minuta

            Môi trường canh thang nhân nuôi vi khuẩn Pseudomonas syringae (P1)

            Môi trường thạch thường nuôi cấy vi khuẩn Pseudomonas syringae (P2)

            Môi trường rỉ đường nuôi cấy nấm men

            Môi trường rỉ đường +khoáng vi lượng

 

2.2. Các hóa chất

 

            - Các nguyên liệu tạo màng bao ăn được để bảo quản một số loại quả tươi: Carboxylmethylcellulo, Glycerol, Axit lactic, Lipit, Whey protein.

            - Các nguyên liệu tạo màng composit để bảo quản một số loại quả tươi: Cánh kiến đỏ, Sáp ong, HPMC, Parafin, Sáp carnauba, Axit oleic: Dung dịch Ammonia, Glycerol, Methylparaben, TBZ, Imazalil.

- Các loại hoá chất tạo chế phẩm hấp phụ ethylen để bảo quản một số loại quả tươi: Thủy tinh lỏng (thành phần): 7,95% Na₂O; 20,9% SiO₂; 71,15% H₂O); Hydroxyt nhôm: Al(OH)₃; NaOH tinh thể; H₂O; AgNO₃; KMnO₄; Cu₂O; Al₂O₃,...

- Hóa chất dùng để tạo chế phẩm bảo quản hoa: Al₂(SO4)₃, MnSO₄, Na₂SO₄ ,AgNO₃Na₂SO₃, GA3 , 8 Hydroxylquinoline, TrixtonX 100, Axit citric: Cồn 96^o, nước cất, dung dịch H₂O₂ 5%, đường saccaroza.

 

2.3. Các phương pháp nghiên cứu

 

2.3.1 Phương pháp lấy mẫu để phân lập nấm men đối kháng cho mục đích bảo quản quả.

2.3.2 Phương pháp phân lập nấm mốc gây thối hỏng quả cam, xoài, vải, thanh long.

2.3.3 Phương pháp phân lập nấm men đối kháng (Candida sake, Candida oleophila, Rhodotorula minuta) có khả năng ức chế các nấm mốc gây thối hỏng cam, xoài, thanh long.

2.3.4 Phương pháp tuyển chọn chủng nấm men đối kháng nấm mốc gây thối hỏng cam, vải, xoài, thanh long.

-          Thiết kế cặp mồi theo trình tự của đoạn gen ITS1, 5.8S rRNA, ITS2 và 26S rRNA của các chủng Candida oleophila và Candida sake đã công bố trong ngân hàng gen quốc tế.

2.3.5 Các phương pháp tạo màng bao ăn được và màng composit, phương pháp sản xuất chất hấp phụ ethylen VTV4, phương pháp sản xuất chế phẩm bảo quản hoa cúc, hoa hồng.

2.3.6 Các phương pháp thử nghiệm bảo quản rau quả và hoa tươi ở quy mô phòng thí nghiệm và ở các mô hình thử nghiệm.

2.3.7 Phương pháp xử lý thống kê số liệu.

 

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 

3.1. Kết quả nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học dùng trong bảo quản một số loại quả tươi

 

3.1.1 Mức độ nhiễm nấm mốc gây thối hỏng quả xoài, thanh long, cam, vải thiều

Kết quả phân lập các chủng nấm mốc gây thối hỏng các loại quả cam, xoài, vải thanh long cho thấy: Các chủng nấm mốc gây thối hỏng các loại quả cam, xoài, vải thanh long chủ yếu gồm: A.niger, Penicillium, Rhizopus, Fusarium, Mucor, Botritis cinerea, A.flavus.

Kết quả phân lập và tuyển chọn các chủng nấm men Candida sake, Candida oleophila, Rhodotorula minuta, Pseudomonas syringae cho thấy: tổng số chủng nấm men Candida spp. phân lập được là 67 chủng trên tổng số 300 mẫu quả, chiếm tỉ lệ 22,3%. Trong đó, tỉ lệ chủng nấm men Candida spp. phân lập trên lê đạt cao nhất, chiếm 24,4%, tiếp đến là trên cà chua chiếm 22,7%, ở trên cam là 19,5%. Có 2 chủng có khả năng ức chế mạnh các nấm mốc gây thối hỏng cam, xoài, vải, thanh long.

 

3.1.2 Kết quả nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm Candida sake, Candida oleophila, Rhodotorula minuta, Pseudomonas syringae đối kháng để bảo quản thanh long, xoài , vải, cam

Kết quả nghiên cứu các yếu tố công nghệ trong sản xuất sinh khối các nấm men Candida sake, Candida oleophila, Rhodotorula minuta, Pseudomonas syringae như thành phần môi trường, pH môi trường, nhiệt độ, độ oxy hòa tan ở quy mô pilot 100l/mẻ và 1000l/mẻ cho thấy: trên môi trường malt mật độ tế bào C. sake đạt được cao nhất là 1,1.10⁹ CFU/ml. Trên môi trường rỉ đường có bổ sung muối khoáng mật độ tế bào C.sake ĐN15 là khá cao, đạt 5,5.10⁸ CFU/ml. Từ kết quả này, nhóm nghiên cứu nhận thấy, môi trường nước chiết malt là môi trường thích hợp nhất cho sự phát triển của C. sake ĐN15. Tuy nhiên, thành phần của môi trường rỉ đường có bổ sung các muối khoáng có giá rẻ hơn nhiều so với thành phần của môi trường malt. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn môi trường rỉ đường có bổ sung các muối khoáng để tiến hành nhân nuôi chủng C.sake ĐN15 ở qui mô lớn. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ thích hợp để nuôi cấy ĐN15 C.sake là 30^oC, pH = 6,5 độ oxy hòa tan thích hợp nhất là 100%.

Trên môi trường malt mật độ tế bào Rhodotorula minuta  RT7 đạt cao nhất là 2,0.10⁹ CFU/ml. Trên môi trường rỉ đường + muối khoáng mật độ tế bào Rhodotorula minuta RT7 là khá cao, đạt 5,1.10⁸ CFU/ml. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ thích hợp để nuôi cấy Rhodotorula minuta  RT7 là 30^oC, pH = 6,5 độ oxy hòa tan thích hợp nhất là 100%.

Trên môi trường canh thang bổ sung muối khoáng mật độ tế bào P. syringae P1 cao nhất, là 1,2.10⁹ CFU/ml.2,0.10⁹ CFU/ml, nhiệt độ nuôi cấy thích hợp là 30^oC, pH = 7 , độ oxy hòa tan là 100%.

 

3.1.3 Kết quả nghiên cứu công nghệ sản xuất màng bao ăn được để bảo quản thanh long, xoài, vải, cam

- Kết quả nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất các màng bao ăn đươc thích hợp cho bảo quản từng loại quả như thanh long, xoài, vải, cam ở quy mô phòng thí nghiệm cho thấy:

- Màng bao ăn được thích hợp cho bảo quản thanh long gồm: CMC 5g, Whey protein 3 g, glycerol 15g, axit lactic 5 g, dầu ăn 4 g, lòng trắng trứng gà 19 g, nước trao đổi ion 550g.

- Màng bao thích hợp cho bảo quản xoài gồm: CMC 8g, Whey protein 6 g, glycerol 2g, axit lactic 3g, dầu ăn 10g, lòng trằng trứng gà 15g, nước trao đổi ion 520g.

- Màng bao thích hợp cho bảo quản cam gồm: CMC 4g, Whey protein 3 g, glycerol 2g, axit lactic 3g, dầu ăn 10 g,lòng trắng trứng gà 15 g, nước trao đổi ion 500g.

- Màng bao thích hợp cho bảo quản vải gồm: CMC 5g, Whey protein 6 g, glycerol 4g, axit lactic 7g, dầu ăn 15 g,lòng trắng trứng gà 12 g, nước trao đổi ion 520g.

Quy trình công nghệ ứng dụng chế phẩm nấm men đối kháng kết hợp với màng bao ăn được cho bảo quản từng loại quả như cam, xoài, vải thanh long được xây dựng dựa trên việc bao phủ một lớp nấm men đối kháng của chủng Candida sake (đối với quả thanh long) và Candida oleophila đối với quả cam, Pseudomonas syryngae đối với quả vải, Rhodotorula minuta đối với quả xoài và các màng bao ăn được thích hợp cho từng loại quả nêu trên.

 

3.2 Kết quả nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất một số chế phẩm hóa học dùng trong bảo quản rau quả hoa tươi

 

3.2.1 Kết quả nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm composit dùng trong bảo quản rau, quả tươi

Bằng thực nghiệm, nhóm nghiên cứu đã xác định được tỷ lệ các nguyên liệu chính tạo màng và các chất phụ gia để nhũ tương hóa tạo chế phẩm Thành phần và khối lượng các chất trong chế phẩm tạo màng composit loại QCM-100 như sau:

- Thành phần tạo cấu trúc chính của màng: Hydroxypropyl methylxenlulose (HPMC) 200 - 300 g, Lipit (Sáp ong, nhựa cánh kiến đỏ, parafin) 180 - 250 g.

Chất nhũ hoá: Axit oleic 70 - 100 g, Dung dịch Ammonia 28%: 150 - 250 ml                      

- Chất dẻo hoá: Propyl glycerol (PG) 40 - 60 g

- Thể phân tán: Nước 3.250 - 3.500 ml

- Thành phần khác: Chất chống bọt,Paraben methyl (chỉ sử dụng nếu bảo quản chế phẩm lâu); Isopropanol (Chỉ sử dụng để làm nhanh khô chế phẩm trên quả).

- Công thức chế phẩm tạo màng bề mặt dạng composit loại QCM-100 có thành phần chính là HPMC và sáp ong. Chế phẩm ĐN-200 có thành phần chính là HPMC và sáp carnauba.

 

3.2.2 Kết quả nghiên cứu xác lập quy trình tạo chế phẩm hấp phụ ethylen

            Qua sự nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần chính trong chế phẩm ethylen, nhóm nghiên cứu nhận thấy các thành phần nếu để đơn lẻ thì sẽ không mang lại hiệu quả tốt, tuy nhiên, khi kết hợp các thành phần với tỷ lệ thích hợp thì hiệu quả hấp phụ được tăng lên rõ rệt. Chế phẩm VT4 thành phẩm sử dụng chứa 70 % Bột nhôm oxit + 17% KMnO₄ + 10% Zeolit-Ag + 3% Cu₂O.

 

3.2.3 Kết quả nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm bảo quản hoa hồng BQH và hoa cúc BQC

Chúng tôi đã tìm được thành phần chế phẩm bảo quản hoa hồng BQH như sau:

- Thành phần chế phẩm: 6% Sacaroza, 300ppm Al₂(SO₄)_3, 140ppm MnSO_4, 50ppm AgNO₃, 500ppm Na₂SO_3, 200ppm GA_3, 300ppm 8Hydroxylquinoline, 200ppm TrixtonX 100.

Nhóm nghiên cứu đã tìm được thành phần chế phẩm bảo quản hoa cúc BQC như sau:

- Thành phần chế phẩm: 1% Sacaroza, 250ppm Al₂(SO₄)_3, 120ppm MnSO_4, 50ppm AgNO₃, 500ppm Na₂SO_3, 60ppm GA_3, 250ppm 8Hydroxylquinoline, 150ppm TrixtonX 100.

 

3.3 Kết quả nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm sinh học và hoá học trong bảo quản một số loại rau quả và hoa tươi

 

- Kết quả thử nghiệm bảo quản cam bằng nấm men đối kháng C.olephila DO18 kết hợp với màng bao ăn được CT10 ở nhiệt độ thường ở qui mô phòng thí nghiệm và qui mô lớn 1 tấn cho thấy:

Sử dụng chế phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản cam so với đối chứng trên 30 ngày.

Về hình thức, cam bảo quản bằng chế phấm có màu sắc tươi gần như mới thu hoạch, độ cứng quả có giảm nhẹ so với cam mới thu hoạch.

- Kết quả thử nghiệm bảo quản xoài bằng chế phẩm nấm men Rhodotorula minuta RT7 kết hợp với màng bao ăn được CT6 cho thấy: sau 9 ngày bảo quản bằng chế phẩm nấm men Rhodotorula minuta  RT7 kết hợp với màng bao CT6 chất lượng xoài vẫn đảm bảo, quả cứng màu xanh bóng. Sau 9 ngày bảo quản tỷ lệ thối hỏng ở lô sử dụng chế phẩm là 5% thấp hơn so với lô đối chứng là 95%.

- Kết quả thử nghiệm bảo quản vải thiều bằng chế phẩm vi khuẩn P.syringae P1 kết hợp với màng bao ăn được CT19 cho thấy: sau 6 ngày bảo quản bằng chế phẩm nấm men vi khuẩn P.syringae P1 kết hợp với màng bao ăn được CT19, tỷ lệ thối hỏng là 5%, trong khi đó tỉ lệ thối hỏng của lô đối chứng là 75%.

- Đã xây dựng được mô hình bảo quản cam bằng chế phẩm Candida oleophila DO18 kết hợp với màng bao ăn được CT10 quy mô 1 tấn/mô hình tại xã Đông Tảo, huyện Khoái Châu, tỉnh Hưng Yên, kết quả cho thấy:

+ Sử dụng chế phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản so với đối chứng trên 30 ngày.

+ Về hình thức, cam bảo quản bằng chế phấm có màu sắc tươi gần như mới thu hoạch, độ cứng quả có giảm nhẹ so với cam mới thu hoạch.

- Đã thử nghiệm ứng dụng chế phẩm nấm men Candida sake ĐN15 đối kháng kết hợp với màng bao ăn được CT27 để bảo quản thanh long quy mô 500 kg. Kết quả cho thấy:

+Trong điều kiện nhiệt độ thường, chế phẩm có thể bảo quản được 10 ngày, trong khi đó ở các lô đối chứng không sử dụng chế phẩm chỉ bảo quả được 7 ngày. Trong điều kiện bảo quản ở nhiệt độ lạnh 10^oC, chế phẩm có thể bảo quản được 27 ngày.

+ Thanh long được bảo quản bằng chế phẩm có độ cứng và màu sắc tươi hơn so với lô đối chứng không sử dụng chế phẩm.

+ Sử dụng chế phẩm nấm men đối kháng kết hợp với màng bao ăn được không làm ảnh hưởng đến hương vị của thanh long, không gây các mùi khó chịu hay các cảm giác khác lạ so với thanh long mới thu hoạch và không được bảo quản bằng chế phẩm. Chế phẩm còn làm cho thanh long giữ được vị so với mẫu đối chứng (có vị nhạt hơn).

- Đã xây dựng được mô hình bảo quản cam bằng chế phẩm QCM-100 quy mô 1 tấn/mô hình tại xã Đông Tảo huyện Khoái Châu tỉnh Hưng Yên, kết quả cho thấy:

- Chế phẩm QCM-100 có hiệu quả bảo quản cao đối với cam. Thời gian bảo quản cam ở điều kiện môi trường có thể tăng tới 3 lần, đảm bảo chất lượng và hình thức sau thời gian bảo quản trên 80% so với ban đầu. Hiệu quả kinh tế bảo quản cao khi áp dụng cho quả cam Hưng Yên.

- Đã xây dựng được mô hình bảo quản vải bằng chế phẩm VT4 tại huyện Yên Dũng tỉnh Bắc Giang, kết quả cho thấy :

Mô hình vải 1 tấn khi triển khai tại địa phương (Bắc Giang) cho kết quả tốt. Sau 30 ngày bảo quản tỷ lệ thối hỏng là 6,25 %, sau khi để quả ra ngoài kho lạnh màu sắc quả sau 10h chưa bị nâu hoá. Chất lượng và cảm quan đáp ứng được yêu cầu.

- Đã xây dựng được mô hình công nghệ ứng dụng chế phẩm bảo quản và chế phẩm cắm lọ hoa hồng đỏ Pháp - cúc vàng Đài Loan 2 đợt tại Mê Linh - Hà Nội, với qui mô: 1000 bông và 2000 bông/mô hình/1 loại hoa, kết quả cho thấy: sau 20 ngày bảo quản và 5 – 7 ngày cắm lọ. Sử dụng chế phẩm bảo quản có thể kéo dài thời gian bảo quản hoa từ 20 – 25 ngày, tuổi thọ cắm lọ của hoa từ 4 – 5 ngày đối với hoa hồng và 7 – 8 ngày đối với hoa cúc.

 

4. KẾT LUẬN

 

            Các sản phẩm của đề tài đã được sử dụng trong bảo quản rau, quả hoa tươi ở quy mô lớn tại các tỉnh: Hải Dương, Bắc Giang, Hưng Yên, Bình Thuận.

Đã nghiên cứu công nghệ sản xuất và xây dựng mô hình ứng dụng chế phẩm VT4 (độ hấp phụ 10mg/kg) trong bảo quản vải thiều Bắc Giang quy mô 1 tấn/mô hình, đảm bảo VSATTP, tăng hiệu quả bảo quản lên 20 - 40% so với đối chứng, giảm tỉ lệ tổn thất từ 20 - 25% xuống dưới 10%; Công nghệ sản xuất và ứng dụng chế phẩm tạo màng composit sinh học cho cam, cà chua, dưa chuột. Giá thành chế phẩm tạo ra chỉ bằng 60 - 70% so với nhập ngoại; Quy trình công nghệ sản xuất và xây dựng mô hình ứng dụng chế phẩm sinh học Candida sake, Rhodoturola minuta, Pseumonas siringae (10⁷-10⁸CFU/g) trong bảo quản thanh long, cam, xoài quy mô 500 – 1000 kg/mô hình. Kết quả bảo quản sau 30 - 40 ngày, tỷ lệ hư hỏng <5%, đạt yêu cầu VSATTP.

 

Theo XTTM.