Tạp chí Nghiên cứu Khoa học - Đại học Sao Đỏ
19
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
1. Đặt vấn đề
Nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam là một trong những
nước có sản lượng rau quả đa dạng và phong phú. Hàng năm nước ta thu về hàng
trăm triệu USD từ việc xuất khẩu các mặt hàng nông sản. 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 thu hoạch rất cao, chiếm tới hơn 20% tổng sản lượng [1]. 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 quản rau quả có hiệu quả và phù hợp với điều kiện khí hậu ở Việt Nam.
Trong khi đó, trên thế giới đã có bước tiến lớn về bảo quản hoa quả tươi bằng
môi trường khí điều chỉnh (Control Atmosphere – CA), môi trường khí điều biến
(Modified Atmosphere – MA). Đây là những phương pháp bảo quản rau quả tươi
tiên tiến nhằm giữ được chất lượng tự nhiên của rau quả, hạn chế sử dụng hóa
chất trong quá trình bảo quản và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Thay vì cách
tạo ra kho CA và MA đắt tiền, có phương pháp ứng dụng đơn giản, giá thành thấp
hơn là sử dụng bao bì để tạo ra môi trường CA và MA theo yêu cầu mong muốn,
phương pháp này được gọi là bao gói khí điều biến - MAP (Modified Atmosphere
Packaging) [7] .
Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ Modied
Atmosphere Packaging (MAP) bảo quản nhãn
tươi ở nhiệt độ thấp
“Research and application of technology
Modied Atmosphere Packaging (MAP) to preserve
fresh longan at low temperatures”
Ths. Nguyễn Tuấn Anh *
* Trường Đại học Sao Đỏ
Tóm tắt:

bao gói để giảm cường độ hô hấp của sản phẩm và ức chế hoạt động của vi sinh vật. Kết
quả là kéo dài thời gian bảo quản và duy trì đặc tính tự nhiên của sản phẩm. Đây là phương
pháp bảo quản dựa trên nguyên lý tiềm sinh – Anabioza.
MAP là sự tự sửa đổi thành phần khí xung quanh rau quả được dán kín trong túi bằng
màng chất dẻo nhờ hô hấp và khuếch tán hoặc lựa chọn thành phần khí xung quanh rau
quả tươi trong bao bì chất dẻo dán kín sao cho rau quả vẫn hô hấp được.
Môi trường khí bên trong bao gói được hình thành nhờ cường độ hô hấp của sản
phẩm và khả năng thích hợp của màng bao gói. Đó là một hàm số biểu diễn mối quan hệ
giữa các thông số như độ thấm khí, diện tích bề mặt tiếp xúc, khối lượng, nhiệt độ, độ dày,
nồng độ khí và hoạt độ nước….như sau.
MAP = f(R, y
CO2
, y
O2
, a
w
, A, W, T, L, t….)
Trong đó:
R : cường độ hô hấp, ml/kg.h W : khối lượng rau, quả, kg
y
CO2
: nồng độ khí CO
2
yêu cầu, % T : nhiệt độ,
0
C
y
O2
: nồng độ khí O
2

nghệ bảo quản, vận chuyển và bán lẻ rau quả [6].
Nếu thời gian bảo quản rau quả ở 20 ÷ 25
0
C là một đơn vị thì bảo quản bằng
MAP tăng gấp đôi, bảo quản lạnh là gấp 3 và bảo quản lạnh kết hợp với MAP là gấp
4. Vì lẽ đó, trong thập kỷ qua sự phát triển có ý nghĩa quan trọng trong thị trường
rau quả tươi với MAP tại Anh, Mỹ, Pháp với trên 50 triệu gói MAP được bán ở châu
Âu năm 1988 và 250 triệu gói MAP năm 1990 [7]. Ở nước ta, người sản xuất và tiêu
dùng vẫn thường xuyên sử dụng bao bì màng chất dẻo để bao gói rau quả tươi từ
(1)
Tạp chí Nghiên cứu Khoa học - Đại học Sao Đỏ
21
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
khoảng trên một thập kỷ nay, nhưng sử dụng bao bì thiếu cơ sở khoa học dẫn đến
chất lượng và thời gian bảo quản chưa cao như mong đợi.
3. Thiết kế MAP
Mục đích của MAP là tạo ra môi trường khí có nồng độ O
2
với CO
2
tối ưu
xung quanh rau quả tươi bằng bọc màng bao bì dạng chất dẻo có độ thấm khí O
2

và CO
2
phù hợp ở nhiệt độ xác định. Có nghĩa là lựa chọn màng chất dẻo để bao
gói bảo quản sản phẩm sao cho có độ thấm khí O
2
và CO

công thức toán học. Mối quan hệ giữa các yếu tố bao bì plastic film và rau quả được
thể hiện qua phương trình sau: [2]
Hệ phương trình 2 cho thấy, đối với đơn vị O
2
hoặc CO
2
, có 6 yếu tố quan hệ lẫn
nhau là mối quan hệ giữa: độ thấm khí, cường độ hô hấp, khối lượng rau quả, diện tích
bề mặt màng chất dẻo, nồng độ khí tối ưu bên trong túi, nồng độ khí bên ngoài túi, nhiệt
độ xác định.
Khi biết trước 4 thông số bất kỳ, có thể tìm được hai thông số còn lại, đó chính là thiết
kế MAP.
4. Nghiên cứu mô hình thực nghiệm
Mục đích nghiên cứu là ứng dụng kỹ thuật MAP để hoàn thiện công nghệ bảo
quản nhãn tươi ở nhiệt độ thấp, nhằm kéo dài thời gian bảo quản đồng thời duy trì
chất lượng sản phẩm của nhãn có hiệu quả và phù hợp nhất với điều kiện khí hậu
ở Việt Nam. Như vậy nhiệm vụ của tác giả trong quá trình nghiên cứu của đề tài
chính là:
Nghiên cứu bằng thực nghiệm mô hình hô hấp của nhãn phụ thuộc vào nhiệt độ và −
nồng độ khí bảo quản thông qua phương trình Mekhaelis-Menten.
Xây dựng mô hình dự đoán nồng độ, nhiệt độ trong bao gói MAP từ đó kiểm soát −
điều kiện bảo quản của nhãn.
(2)
.( )
.
.( )
( )
( )
P
Sy y

=
-
=
-
Z
[
\
]
]
]
]
22
Tạp chí Nghiên cứu Khoa học - Đại học Sao Đỏ
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tính toán thiết kế bao gói MAP thích hợp cho nhãn.−
Nhãn tươi được chọn làm thí nghiệm là loại nhãn lồng Hưng Yên đạt độ chín từ 8 ÷ 9
độ thành thục và được hái vào buổi sáng sớm [3].
- Nhãn tươi được lựa chọn loại bỏ những quả sâu bệnh, dập nát theo tiêu chuẩn
TCVN 5102-90 (ISO 874-1980).
- Nhãn tươi sau khi lựa chọn được cắt cành, xử lý qua hóa chất để loại bỏ bớt vi sinh
vật và nấm mốc gây hại.
- Trọng lượng quả, thể tích được xác định bằng phương pháp cân “cân tiểu ly MW2
có sai số ± 0,01g” và bình thí nghiệm.
Nhãn tươi được xác định cường độ hô hấp bằng phương pháp kín và thành phần khí
O
2
và CO
2
được đo bằng máy sắc ký khí - gas chromatography GC-MS và được tính toán
Hình 1. Nhãn lồng Hưng Yên (đối tượng thí nghiệm).

tiêu thụ ở điều kiện W = 0,5kg,
V = 1746ml, t = 25
0
C thông qua phương trình 3
y = a + b.x
2

với sai số y’ = 2.b.x
Bảng 2. Cường độ hô hấp của nhãn xác định theo CO
2
ở 25
0
C
t(h) a b СО
2
%(Tính) СО
2
%(TN) Sai số% dСO
2
/dt RСO
2
ml
0.01 1.589601 0.120121 1.589601 0.5018 -216.77983 0.00000 0.00000
1 1.709723 1.9843 13.83747 0.24024 2.18391
2 2.070089 2.4145 14.26429 0.48049 4.36782
3 2.670698 3.0487 12.39879 0.72073 6.55174
4 3.511551 4.0053 12.32738 0.96098 8.73565
5 4.592648 4.4516 -3.16849 1.20122 10.91956
6 5.913989 5.6521 -4.63349 1.44146 13.10347
(3)

b
1
c
1
О
2
%(Tính) О
2
%(TN) Sai số% dO
2
/dt RO
2
ml
0.01 19.864 0.7089 -0.30778 19.86409 20.4606 2.915408 0.708925 -6.44328
1 20.26523 19.8908 -1.88245 0.093363 -0.84856
2 20.05082 19.2409 -4.20935 -0.5222 4.746156
3 19.22084 18.8336 -2.0561 -1.13776 10.34087
4 17.7753 18.5917 4.391225 -1.75332 15.93559
5 15.71419 16.7742 6.319263 -2.36888 21.53031
6 13.03753 12.1343 -7.44361 -2.98444 27.12502
Từ số liệu ở bảng 3, bằng phương pháp phân tích toán học, phần mềm TCWIN4 ta
xác định được mối quan hệ giữa thời gian và hàm lượng O
2
tiêu thụ ở điều kiện W = 0,5kg,
V = 1746ml, t = 4
0
C thông qua phương trình 5.
y = a
1
+ b

25
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Bảng 4. Cường độ hô hấp của nhãn xác định theo CO
2
ở 4
0
C
t(h) a
2
b
2
СО
2
%(Tính) СО
2
%(TN) Sai số% dСO
2
/dt RСO
2
ml
0.01 0.42692 0.18974 0.426920 0.5394 20.85275 0.00000 0.00000
1 0.616662 1.1092 44.40484 0.37948 3.44904
2 1.185885 1.7591 32.58567 0.75897 6.89808
3 2.134592 2.1664 1.46825 1.13845 10.34712
4 3.462781 2.4083 -43.78529 1.51793 13.79617
5 5.170453 4.2258 -22.35441 1.89741 17.24521
6 7.257607 8.8657 18.13836 2.27690 20.69425
Từ số liệu ở bảng 4, bằng phương pháp phân tích toán học, phần mềm TCWIN4 ta
xác định được mối quan hệ giữa thời gian và hàm lượng O
2

x (O
2
)/{(O
2
) + K
m
x{1 + (CO
2
)/K
i
}} (9)
Trong đó:
R
O2
: cường độ hô hấp, mlO
2
/kg.h
V
max
: cường độ hô hấp cực đại, mlO
2
/kg.h
K
m
: hằng số michaelis-Menten của O
2
, ml/100 mlO
2
K
i

TT
Vm
mlO
2
/kg.h
Km
ml/100 mlO
2
Ki
ml/100 mlO
2
R
mlCO
2
/kg.h
R
2
1 (O
2
) 99.9999 24.2361 6.9179 4,2 0.9871
2 (CO
2
) 99.7840 0.0001 1.1329 4,3 0.9832
5.Tính toán bao bì bao gói nhãn tươi.
Dựa vào dữ liệu bao bì về hệ số thấm khí (a
1
, a
2
, b
11

m
2
.24h.
atm)
P
CO2
(mlCO
2
/
m
2
.24h.
atm)
Kết quả 1
(LDPE)
Kết quả 2
(PEmpSX)
S
(m
2
)
L
(µm)
S
(m
2
)
L
(mm)
4,2 4,3 0,5

o
p
R
WL
SP
co
p
m
mlo
hatm
m
mlco
hatm
021
100
100
24
24
o
2
2
2
2
2
2
CO
2
O
O
2

2
bên trong bao gói LDP của nhãn ở 4
0
C.
7. Kết luận.
MAP kết hợp với bảo quản lạnh có thể giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm
tươi sống. Các thông số của Michaelis-Menten là loại phương trình hô hấp dựa trên động
học enzyme được ước tính sử dụng hệ thống thấm trong khi sản phẩm hô hấp và thấm khí
được coi là cùng một lúc. Mô hình trao đổi khí xác nhận với các thông số này có thể được
sử dụng rộng rãi cho các sản phẩm sau thu hoạch hoặc ổn định hoặc không ổn định để lựa
chọn thông số kỹ thuật bao gói kích thước cũng như để dự đoán nồng độ trạng thái ổn định
của O
2
và CO
2
.
Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng điều kiện bảo quản tối ưu nhất cho nhãn
lồng Hưng Yên là bảo quản MAP ở điều kiện nhiệt độ 4
0
C.
Trong điều kiện tại Việt Nam, việc áp dụng phương pháp bảo quản mới (MAP) không
Hình 7. Diễn biến % O
2
, CO
2
bên trong bao gói LDPE của nhãn ở 4
0
C.
(11)
(12)

100
021
100
100
000
100
2
2
2
2
2
2
2
2
=
-
-
=+
-
`
`
j
j
Z
[
\
]
]
]
]

p
R
dt
do
W
V
WL
SP
co
p
m
mlo
hatm
m
mlco
hatm
100
021
100
100
100
000
24
24
o
2
2
2
2
2

bảo quản sau thu hoạnh và hơn nữa là tính phù hợp với hệ thống quản lý chất lượng sản
phẩm từ nó mở rộng thị trường tiêu thụ sản phẩm nông sản ở Việt Nam.
Tài liệu tham khảo
[1] Cao Văn Hùng, Nghiên cứu bảo quản một số rau quả bằng kỹ thuật bao gói khí
điều biến, Luận án Tiến Sỹ, tr 65- 92, 2006.
[2] Cao Văn Hùng, Nghiên cứu độ thấm khí O
2
và CO
2
của một số plastic lm Việt
Nam trong công nghệ bao gói khí điều biến (MAP) bảo quản rau quả, Tạp chí Nông nghiệp
và Phát triển nông thôn số 21, tr. 59 - 66, 2006.
[3] Trần Minh Tâm, Bảo quản và chế biến nông sản sau thu hoạch, Nhà xuất bản
Nông nghiệp, Hà Nội, tr 92 - 98, 2004.
[4] Harte & J. Miltz. Technomic Publishing Co., Lancaster, PA, pp. 157-69. Song, Y.,
Kim, H. K. & Yam, K. L. Respiration rate of blueberry in modied atmosphere at various
temperatures. J. Am. Sot. Hart. Sci,1992.
[5] Lee, J. The design of controlled or modied packaging systems for fresh produce.
In Food Product-Package Compatibility Proceedings, ed. J. I. Gray, B. R, 1987.
[6] Talasila, P. C., Cameron, A. C. & Joles, D. W. Frequency distribution of steady-
state oxygen partial pressures in modied-atmosphere packages of cut broccoli. J. Am. Sot.
Hart. Sci, 1994.
[7] Yang, C. C. and Chinnan, M. S, Modeling the Effect of O
2
and CO
2
on Respiration
and Quality of Stored Tomatoes, Trans. ASAE, vol. 31, no. 3: p. 920-925, 1988.
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC