Phương pháp Bảo quản quả ổi sau thu hoạch bằng hỗn hợp Chitosan và nano SiO2

Quy trình tạo hỗn hợp chitosan phân tử lượng thấp và nano silica (nano SiO₂) đơn giản, dễ thực hiện, giúp bảo quản quả ổi sau thu hoạch lâu hơn, giảm tỷ lệ hư hỏng, giảm thất thoát khối lượng và giữ được chất lượng so với các phương pháp đang sử dụng hiện nay.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ

Diện tích và sản lượng ổi của nước ta ngày càng tăng. Đặc biệt là các tỉnh Đông Nam bộ và Đồng bằng sông Cửu Long chiếm sản lượng lớn. Với nhiều giống như ổi bo Thái Bình, ổi đào, ổi mỡ, ổi xá lị, ổi tàu, ổi bát ngoại, ổi Đông Dư, ổi trắng số 1, ổi Đài Loan,…

Ổi là loại trái cây có tính hô hấp, nên sau thu hoạch, quá trình chín diễn ra rất nhanh. Làm cho thịt ổi bị mềm, màu sắc vỏ bị biến đổi, thời gian bảo quản quả ổi ngắn, khó vận chuyển đi xa. Mặc dù có thị trường tiêu thụ lớn nhưng ổi vẫn gặp nhiều rào cản. Như về chất lượng, phẩm cấp kém, quản lý bệnh hại kém. Sau khi thu hoạch không được xử lý và bảo quản quả ổi đúng cách. Nên thời gian tồn trữ ngắn, chất lượng sản phẩm giảm nhanh chóng. Gây thiệt hại cho người trồng và kinh doanh.

Nano SiO₂ và chitosan phân tử lượng thấp đang được ứng dụng nhiều trên thế giới và Việt Nam. Trong bảo quản nông sản sau thu hoạch trong đó có bảo quản quả ổi. Chất này có nguồn gốc tự nhiên, không độc, an toàn với môi trường. Có tác dụng kháng vi sinh vật có hại, phòng ngừa bệnh. Chitosan phân tử lượng thấp được tạo ra do thủy phân từ chitosan. Chúng có thể kết hợp với các hợp chất khác để tăng cường khả năng bảo quản.

Nano silica (nano SiO₂) đã và đang được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Đã được chứng minh không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng và cây trồng. Là thành phần được tìm thấy nhiều ở thực vật. Sự kết hợp giữa nano silica và chitosan, chitosan khối lượng phân tử thấp có thể tăng cường khả năng kháng vi sinh vật của lớp màng bao. Nhằm hạn chế hoạt động của enzyme, ức chế sâu bệnh trên nông sản.

Quy trình và phương pháp thực hiện

Quy trình tạo hỗn hợp 2% chitosan + 0,02% nano SiO₂

Chitosan sử dụng trong quy trình có khối lượng phân tử trung bình 44,5 kDa, chiết xuất từ vỏ tôm. Nano SiO₂ sử dụng có kích thước trung bình 20 – 30 nm, chiết xuất từ vỏ trấu, pha trong dung dịch NaOH 10% (w/v) với nồng độ 3% (w/v).

Chitosan 400g được hòa tan vào 19,1L acid acetic loãng 0,5% (gồm 19L nước và 100ml acid acetic đậm đặc) trong chậu thể tích 40L (có vạch chia), khuấy đều và đồng hóa bằng máy IKA18, tốc độ khuấy 4.000 vòng/phút trong 15 phút, sau đó lọc dung dịch qua lưới lọc có kích thước 100 mesh.

Bổ sung thêm 133g nano SiO₂ ở kích thước 20 – 30 nm vào dung dịch chitosan 2% đã chuẩn bị. Chỉnh PH hỗn hợp về 5,5 bằng NaOH 10% khuấy đều. Bổ sung thêm acid acetic loãng 0,5% đến thể tích 20L. Tiếp tục đồng hóa bằng máy IKA18 tốc độ khuấy 4.000 vòng/phút trong 15 phút. Sau đó lọc hỗn hợp qua lưới lọc có kích thước 100mesh. Ta thu được hỗn hợp 2% chitosan + 0,02% nano SiO_2.

Quy trình xử lý ổi sau thu hoạch bằng hỗn hợp 2% chitosan + 0,02% nano SiO₂

Thu hoạch: ổi (Đài Loan) được thu hoạch sau 75 ± 2 ngày tính từ lúc nở hoa. Thu hoạch lúc sáng sớm hoặc lúc chiều mát. Không để ổi tiếp xúc trực tiếp với mặt đất và ánh sáng mặt trời. Thu hoạch đúng độ chín, không thu hoạch sớm, khi trái chưa đủ độ trưởng thành hoặc muộn, khi trái đã chuyển sang giai đoạn chín. Thu hoạch bằng phương pháp thủ công, sử dụng dao, kéo. Dụng cụ thu hoạch phải sắc bén, cắt một nhát, không nên cắt thành nhiều lần. Khi thu hoạch phải nhẹ nhàng tránh làm trầy xước trái. Thu hoạch xong đưa ngay về nơi tập trung càng sớm càng tốt.

Phân loại: ổi sau khi thu hoạch sẽ được gỡ bỏ bao nilon và bao xốp. Phân loại để loại bỏ những trái hư hỏng, dập nát, hình dáng không đều. Chọn những trái đồng đều về kích thước, hình dạng. Những trái không có dấu hiệu tổn thương cơ học, sâu bệnh. Nhầm thuận tiện cho công đoạn đóng gói, bảo quản, vận chuyển và tránh hiện tượng bị nhiễm chéo. Yêu cầu tối thiểu là trái phải còn nguyên vẹn, chắc, không bị dập, trái và cuống còn tươi, không bị sâu bệnh.

Xử lý: ổi sau khi phân loại sẽ được xử lý sơ bộ. Rửa bằng nước sinh hoạt để loại bỏ đất cát, bụi bẩn bám trên vỏ. Đồng thời, trái sẽ được cắt ngắn cuống. Chỉ chừa đoạn cuống dài 1–2 cm để tránh hiện tượng cuống gây tổn thương cho những trái khác trong quá trình bảo quản.

Nhúng: ổi được xếp ngay ngắn vào rổ (không quá 3 lớp). Nhúng trực tiếp vào bồn 20L chứa hỗn hợp chitosan + nano SiO₂ đã được chuẩn bị trước đó với thời gian nhúng là 1 phút. Lưu ý tất cả các trái ổi phải được nhúng ngập và đều trong hỗn hợp. Thời gian tính bắt đầu từ lúc tất cả các trái ổi được nhúng chìm trong hỗn hợp.

Để ráo: sau thời gian 1 phút, ổi được vớt ra. Sau đó để ráo tự nhiên ở nhiệt độ phòng trong 1 – 2 giờ cho đến khi vỏ ráo hoàn toàn.

Bao gói: ổi sau khi để ráo được bao trong bao xốp.

Đóng gói: ổi đã bao gói được bỏ vào thùng carton (20 trái/thùng, kích thước thùng 40x25x20 cm). Thùng có 6 lỗ thông gió (bố trí đối xứng nhau) kích thước 2,5 cm².

Bảo quản: ở 2 điều kiện là nhiệt độ 15 ± 1°C, 80 ± 5% RH (trong kho lạnh có thể tích 8m³). Khi tiêu thụ ở thị trường xa và nhiệt độ phòng 30 ± 2°C, 80 ± 5% RH khi tiêu thụ ở thị trường gần.

Ưu điểm của công nghệ, hiệu quả kinh tế

Hỗn hợp nano SiO₂ và chitosan (M_w = 44,5 kDa) cho phép kháng tốt các chủng vi sinh vật gây hư hỏng trái ổi sau thu hoạch. Như các chủng sau Chrysosporium tropicum, Cladosporium sphaerospermum, Aspergillus wentii, Colletotrichum acutatum, Azotobacter sp., Escherichia coli, Bacillus subtilis.

Ổi (Đài Loan) sau thu hoạch được xử lý bao màng bằng hỗn hợp chứa 2% chitosan (M_w = 44,5 kDa) và 0,02% nano SiO₂ có tốc độ biến đổi màu sắc vỏ quả, tỷ lệ hư hỏng, tổng chất rắn hòa tan, tỷ lệ hao hụt khối lượng giảm chậm nhất; chất lượng cảm quan tốt, thời gian bảo quản lâu (khoảng 8 ngày, khi bảo quản ở 30 ± 2°C, 80 ± 5% RH và khoảng 12 ngày khi bảo quản ở 15 ± 1°C, 80 ± 5% RH).

Hỗn hợp 2% chitosan (M_W 44,5 kDa) và 0,02% nano SiO₂ đựng trong lọ thủy tinh, nắp nhôm. Được bảo quản trong điều kiện nhiệt độ phòng (30 ± 2°C, 80 ± 5% RH). Tránh ánh sáng trực tiếp, có khả năng kháng 4 chủng nấm sau 60 ngày bảo quản.

Chi phí để sản xuất 100L chế phẩm sinh học 2% chitossan + 0,02% nano SiO₂ vào khoảng 2,855 triệu đồng, có thể sử dụng cho khoảng 100 tấn ổi. Như vậy, tuy chi phí sản xuất trung bình tăng thêm là 28 đồng/kg ổi. Những sản phẩm sau khi xử lý, đóng gói có mẫu mã đẹp. Đạt chất lượng cao, giữ được giá trị dinh dưỡng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Còn kéo thời gian bảo quản lên gấp gần 2 lần. Giảm được tỷ lệ hao hụt sau thu hoạch, nên mang lại hiệu quả cao. Quy trình có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất ở quy mô lớn và sử dụng bảo quản một số loại nông sản khác.

Linh Như