Nghiên cứu công nghệ chế tạo polyme blend kháng khuẩn sử dụng polyguanidine ứng dụng trong bảo quản nông sản

Bảo quản, duy trì chất lượng và đảm bảo an toàn thực phẩm đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của ngành công nghiệp thực phẩm trong bối cảnh người tiêu dùng ngày càng ưu tiên các sản phẩm có nguồn gốc rõ ràng, an toàn và được kiểm soát chặt chẽ. Tại Việt Nam, tình trạng ngộ độc thực phẩm vẫn diễn biến phức tạp, đặc biệt tại các bếp ăn tập thể và khu công nghiệp, trong đó nguyên nhân chủ yếu là do vi sinh vật gây ra. Do đó, việc kiểm soát ô nhiễm vi sinh vật trong thực phẩm là yêu cầu cấp thiết.

Bao gói là khâu quan trọng cuối cùng trước khi thực phẩm được bảo quản, phân phối và tiêu dùng, có vai trò quyết định trong việc hạn chế nhiễm vi sinh vật. Việc tạo ra các loại bao gói chủ động, bao bì kháng khuẩn được đánh giá là giải pháp hiệu quả, an toàn hơn so với việc sử dụng trực tiếp các chất bảo quản hóa học. Trong số các hướng chế tạo vật liệu kháng khuẩn, phương pháp tổ hợp polyme blend được xem là hướng đi triển vọng, cho phép kết hợp nhiều tính chất ưu việt của các polyme thương mại và polyme có hoạt tính sinh học.

Polyme diệt khuẩn gốc guanidin nhờ có hoạt chất polyhexamethylene guanidine, có phổ diệt khuẩn rộng, hiệu lực cao, không độc hại và thân thiện với môi trường, đã được chứng minh hiệu quả trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, do tính tan cao, việc ứng dụng trực tiếp còn hạn chế. Vì vậy, từ năm 2021 đến năm 2022, nhóm nghiên cứu của ThS. Đặng Thảo Yến Linh tại Trung tâm Công nghệ vật liệu - Viện Ứng dụng Công nghệ đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chế tạo polyme blend kháng khuẩn sử dụng polyguanidine ứng dụng trong bảo quản nông sản”.

Trên cơ sở các kết quả thực nghiệm thu được, đề tài đã đạt được những kết quả chính như sau:

Đối với sản phẩm dạng I, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công 05 kg chủ liệu polyme blend kháng khuẩn với các chỉ tiêu kỹ thuật đạt yêu cầu, bao gồm khối lượng riêng 1,28 g/cm³, chỉ số chảy 2,4 g/10 phút, độ bền kéo đứt 10,45 MPa, độ ẩm rất thấp (0,01%) và khả năng diệt khuẩn đạt 99% với mật độ vi khuẩn ban đầu ≥10⁶ CFU/ml. Từ đó, các tác giả đã chế tạo được 20 m² màng polyme blend kháng khuẩn có độ dày 40 µm, độ dãn dài khi đứt cao (trên 828%), độ bền kéo đứt đạt 40,84 MPa, các chỉ số thấm khí O₂, CO₂ và thấm hơi nước phù hợp cho bao gói thực phẩm, đồng thời khả năng kháng khuẩn đạt 99%. Màng kháng khuẩn đã được đánh giá hiệu quả trong bảo quản măng tây, rau bina và thanh long ruột đỏ; tại các điều kiện bảo quản thích hợp, chỉ tiêu vi sinh E.coli và Coliform đều nằm dưới giới hạn cho phép theo các quy chuẩn hiện hành của Bộ Y tế.

Đối với sản phẩm dạng II, nhóm đã hoàn thiện hai quy trình công nghệ gồm quy trình tổng hợp chủ liệu polyme blend kháng khuẩn trên cơ sở polyme gốc guanidine và quy trình chế tạo màng polyme blend kháng khuẩn, tạo nền tảng cho việc ứng dụng và mở rộng quy mô sản xuất.

Đối với sản phẩm dạng III, các tác giả đã công bố được 02 bài báo khoa học trên các tạp chí chuyên ngành Khoa học và Công nghệ, góp phần lan tỏa và khẳng định giá trị khoa học của kết quả nghiên cứu.

Như vậy, màng bao gói kháng khuẩn từ chủ liệu polyme blend không chỉ góp phần kéo dài thời gian bảo quản, duy trì chất lượng nông sản sau thu hoạch mà còn mang lại hiệu quả tích cực về kinh tế, sức khỏe cộng đồng và nâng cao giá trị xuất khẩu nông sản.

N.P.D - NASTIS