Hàng năm nước ta thu về hàng trăm triệu USD từ việc xuất khẩu rau quả. Tuy nhiên, việc xuất khẩu vẫn có nhiều hạn chế, mà nguyên nhân chủ yếu là do tình trạng hư hỏng của rau quả sau khi thu hoạch còn rất cao, chiếm tới hơn 20% tổng sản lượng. Đây là một tổn thất đáng kể với người nông dân.

Trước nhu cầu bức thiết về công nghệ bảo quản sau thu hoạch, từ nhiều năm nay các nhà khoa học tâm huyết ở trong nước đã không ngừng nỗ lực thực hiện nhiều công trình nghiên cứu, nhằm tìm ra cách thức bảo quả rau quả có hiệu quả và phù hợp nhất với điều kiện khí hậu ở Việt Nam. Hiện nay có nhiều phương pháp bảo quản hoa quả, song có 2 phương pháp chính là:

1.      Bảo quản hoa quả bằng lớp phủ ăn được: Lớp phủ ăn được là một lớp vật liệu mỏng được phủ trên bề mặt sản phẩm để thay thế lớp sáp bảo vệ tự nhiên và cung cấp một lớp chắn ẩm, oxy cho thực phẩm. Các lớp phủ này được tạo 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.

2.      Bảo quản bằng bao gói khí quyển biến đổi (thường gọi tắt là MAP): Bao gói khí quyển biến đổi (MAP) được định nghĩa là bao bọc sản phẩm thực phẩm trong các vật liệu chắn khí, trong đó môi trường khí được thay đổi để ức chế tác nhân gây hư hỏng, nhờ đó có thể duy trì chất lượng cao hơn của các thực phẩm dễ hỏng trong quá trình sống tự nhiên hay kéo dài thời hạn sử dụng. Có hai dạng bao gói là bao gói chân không và bao gói trao đổi khí.

Công nghệ bảo quản bằng bao gói khí quyển biến đổi cho hiệu quả tốt và tiềm năng triển khai ứng dụng thực tế cao, vì vậy các nhà hoá học Viện Hoá học tập trung chủ yếu nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản hoa quả theo phương pháp này.

Để bảo quản quả tươi bằng cách sử dụng màng bao gói khí quyển một cách có hiệu quả nhất,  cần tính đến nồng độ khí tối ưu, tốc độ hô hấp của quả, độ khuếch tán khí qua màng, nhiệt độ bảo quản…. Bên cạnh đó, để có được một loại màng phù hợp  cũng tính đến các khả năng bảo vệ, độ bền, khả năng hàn gắn, độ trong, tính dễ gia công, khả năng in nhãn và gradient khí được tạo thành bởi màng kín.

Khi hoa quả được bao gói, hàm lượng oxy trong bao gói thường giảm xuống và hàm lượng cacbonic tăng cao. Hàm lượng cacbonic cao có thể gây hại cho hầu hết các loại rau quả nên một tính chất quan trọng của màng bao gói là phải để cacbonic thoát ra nhanh hơn là oxy thấm vào. Màng bao gói lý tưởng thường có các tính chất sau: khả năng thay đổi tính chất thấm khí khi tăng nhiệt độ; kiểm soát được tốc độ thấm hơi ẩm để ngăn chặn sự tích luỹ hơi quá bão hoà và ngưng tụ; khả năng chịu nhiệt và ozon tốt; tính phù hợp thương mại và dễ gia công, ứng dụng; dễ in để có thể ghi nhãn; không phản ứng với sản phẩm và không gây độc hại ảnh hưởng tới sức khoẻ con người.

Theo hướng nghiên cứu đó, Viện Hoá học – Viện KHCNVN đã nghiên cứu thành công một số vật liệu dùng bảo quản quả (vải, nhãn, mận) trong thời gian dài mà vẫn giữ được chất lượng quả. Nổi bật nhất là màng bao gói khí quyển biến đổi (gọi tắt là màng MAP) được biến đổi từ nhựa polyetylen tỷ trọng thấp (LDPE) kết hợp với một số chất phụ gia vô cơ như silica, zeolit, bentonit. Đây là một trong những thành quả của đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu sử dụng trong lĩnh vực bảo quản quả (vải, nhãn, mận)” thuộc chương trình KHCN Cấp nhà nước KC02.20/06-10, do TS. Đinh Gia Thành làm chủ nhiệm đề tài.

Hệ thống thiết bị trộn 2 trục vít liên hợp bộ phận cắt hạt (hình trái); Máy thổi màng (hình phải)

Sản phẩm màng MAP với các phụ gia khác nhau

Trong đề tài nghiên cứu, nhóm các nhà khoa học đã xây dựng thành công quy trình công nghệ chế tạo màng MAP năng suất 20kg/giờ và chế tạo được 500kg sản phẩm phục vụ thử nghiệm, sản phẩm mẫu. Kết quả nghiên cứu bảo quản đối với các 3 loại quả (vải, nhãn, mận) bằng túi bao gói khí quyển biến đổi (MAP) ở nhiệt độ lạnh 2 - 4 độ C như sau: mận được bảo quản bằng mẫu màng Z5 (chứa phụ gia zeolit hàm lượng 5%) cho hiệu quả cao nhất, có thể bảo quản trong 8 tuần mà không làm thay đổi đáng kể các chỉ tiêu chất lượng, cảm quan của quả; đối với quả vải được bảo quản bằng mẫu Z5 và S5 (chứa hàm lượng silica 5%) ở 2-4 độ C cho hiệu quả cao nhất, có thể bảo quản trong 4 tuần với tỷ lệ hư hỏng <15%; đối với nhãn, màng Z7 (chứ phụ gia zeolit hàm lượng 7 %) và S5 cho kết quả tốt nhất, bảo quản trong 4 tuần, chưa phát hiện quả thối hỏng. 

So với màng MAP CE44 do Hàn Quốc sản xuất thì mẫu màng do các nhà khoa học Viện Hoá học chế tạo như Z5, Z7 và S5 có hiệu quả bảo quản tương đương từ 95 – 100%. So với phương pháp bảo quản quả truyền thống khác, màng MAP cho  thời gian bảo quản quả lâu hơn mà vẫn giữ được chất lượng của quả (từ khối lượng, màu sắc cho đến mùi vị). Đặc biệt bảo quản quả bằng màng MAP ở nhiệt độ lạnh cho kết quả tối ưu nhất. Ưu điểm khác của màng MAP là cách sử dụng khá đơn giản và không gây ảnh hưởng tới sức khoẻ con người.

Với thành công trong việc nghiên cứu vật liệu bảo quản quả trên, hiện các nhà khoa học đã nộp đơn đăng ký độc quyền sáng chế về công nghệ chế tạo màng MAP. Trong tương lai các nhà khoa học Viện Hoá học tiếp tục mở rộng nghiên cứu, ứng dụng công nghệ này cho các loại rau quả khác và tăng cường chuyển giao công nghệ áp dụng trên cả nước, góp phần mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể cho người nông dân, cũng như ngành nông nghiệp nước ta nói chung.                  

Một số hình ảnh nghiên cứu và ứng dụng: