BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN KHOA HỌC

VIỆN HOÁ HỌC

PHẠM THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT
CỦA MÀNG POLYME ỨNG DỤNG ĐỂ
BẢO QUẢN QUẢ
Chuyên ngành: Hoá Hữu cơ
Mã số:
62.44.27.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. GS. TS. Nguyễn Văn Khôi
2. PGS.TS. Thái Hoàng

HÀ NỘI - 2012


VIỆN HOÁ HỌC

PHẠM THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT

và kéo dài thời hạn sử dụng của quả tươi. Các loại rau quả được chọn để bảo quản
cũng rất đa dạng như cà chua, cam, bưởi, vải, nhãn, dứa, hồng, xoài... Hầu hết các
nghiên cứu đều cho kết quả khả quan.
Công nghệ thứ hai là bảo quản bằng màng bao gói khí quyển biến đổi. Đây là
phương pháp bảo quản mà quả được đựng trong túi màng mỏng có tính thẩm thấu chọn
lọc hoặc đựng trong sọt có lót màng bao gói. Thậm chí quả còn được đựng trong
container lớn được lót bằng vật liệu tổng hợp có tính thẩm thấu chọn lọc đối với các
loại khí.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu bảo quản quả bằng màng polyme gần đây bắt đầu
được quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, những công trình đã công bố cho thấy các
nghiên cứu đều tập trung vào việc sử dụng màng MAP và dung dịch tạo lớp phủ ăn

4


được nhập ngoại để bảo quản quả mà chưa có công trình nào đề cập chế tạo các vật
liệu này. Với mong muốn góp phần giải quyết những nhu cầu cấp thiết mà thực tế đặt
ra, đề tài “Nghiên cứu chế tạo và tính chất của màng polyme ứng dụng để bảo quản
quả” nhằm nghiên cứu và chế tạo vật liệu có thể đáp ứng nhu cầu bảo quản rau quả sau
thu hoạch, góp phần tăng hiệu quả kinh tế.
Với mục tiêu đó, những nhiệm vụ mà luận án phải thực hiện là:
a) Nghiên cứu chế tạo vật liệu dạng dung dịch từ shellac
-

Tạo màng và xác định tính chất của màng shellac với chất hóa dẻo (hình thái
học, tính chất cơ lý, tính chất nhiệt của màng).

b) Nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản quả dạng nhũ tương polyvinyl axetat
(PVAc)
-


Hầu hết quá trình suy giảm khối lượng và chất lượng của hoa quả tươi đều diễn
ra trong giai đoạn từ khi thu hoạch đến khi tiêu thụ. Ước tính tỷ lệ tổn thất hoa quả sau

5


thu hoạch do hư hỏng có thể lên tới 20-80% [1]. Nguyên nhân là do hoa quả sau khi
thu hoạch vẫn là những tế bào sống và vẫn tiếp tục các hoạt động hô hấp và trao đổi
chất thông qua một số quá trình biến đổi. Chính những biến đổi này làm cho hoa quả
nhanh chín, nhanh già, nhũn... dẫn tới hỏng nếu không áp dụng biện pháp đặc biệt để
làm chậm các quá trình này [2]. Rau quả sau thu hoạch thường trải qua một số biến đổi
như: biến đổi sinh hoá, biến đổi vật lý và biến đổi hoá học. Hiểu rõ đặc tính hô hấp của
quả tươi cũng như cơ chế của những biến đổi trên có thể kéo dài thời hạn bảo quản của
chúng.

1.1.1.
1.1.1.1.

Trao đổi chất sau thu hoạch và bảo quản các sản phẩm tươi
Quá trình chín và thời hạn sử dụng

Quá trình chín là một quá trình thoái hóa được điều chỉnh nội sinh dẫn đến hỏng
và thối rữa không thể dừng lại nhưng chỉ có thể làm chậm lại. Trong khi hư hỏng và
thối rữa góp phần quan trọng làm tổn thất sau thu hoạch, thì quá trình chín gây ra tổn
thất thậm chí còn cao hơn. Trong quá trình chín, sản phẩm dễ bị tổn thương do nấm tấn
công. Tất cả các hoocmôn tố thực vật chính bao gồm auxin, giberela, cytokinin,
abscisic axit và đặc biệt là etylen, đều gây ảnh hưởng tới một trong các quá trình chín
và lão hóa [3]. Tuy nhiên, lão hóa đi kèm với quá trình chín của quả. Khái niệm và
phân biệt giữa 2 hiện tượng này là khá khó khăn và đôi khi còn gây nhầm lẫn. Quá

tỷ lệ hư hỏng của sản phẩm liên quan đến tốc độ hô hấp của chúng. Sản phẩm có tốc
độ hô hấp thấp (táo, hành tây, khoai tây, cà rốt...) có thể bảo quản dài hơn trong khi sản
phẩm hô hấp nhanh, như dâu tây và nấm có thời hạn bảo quản ngắn. Như vậy, sản
phẩm trồng trọt có thể được phân loại vào nhóm khác nhau về khả năng bảo quản tốc
độ hô hấp của chúng [7].
Do tốc độ hô hấp là một chỉ số quan trọng của quá trình trao đổi chất của sản
phẩm sau thu hoạch, các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ này sẽ được xem xét chính trong
quá trình bảo quản rau quả tươi sau thu hoạch. Nhiều công nghệ bảo quản sản phẩm
tươi liên quan đến hô hấp nhờ điều khiển điều kiện môi trường (ví dụ như nhiệt độ thấp
và khí quyển biến đổi O2 thấp và CO2 cao) [8, 9].
1.1.1.3.
Hao hụt do thoát hơi nước
Mất nước có thể gây ra những thay đổi không mong muốn về ngoại quan như héo
và quắt, làm mềm tế bào, hụt trọng lượng và làm thay đổi hương vị. Nó cũng gây mất
nước, làm tăng tốc quá trình lão hóa. Hầu hết rau quả không còn khả năng thương mại
hóa khi chúng bị mất đi 5-10% trọng lượng tươi. Nước mất chủ yếu là do sự thoát hơi
của sản phẩm tươi [10]. Động lực của quá trình vận chuyển ẩm là gradient áp suất hơi
từ bề mặt sản phẩm đến môi trường bảo quản. Trừ khi áp suất hơi nước trong khí
quyển bảo quản cân bằng áp suất trên bề mặt sản phẩm, còn lại thì hàm lượng ẩm sẽ
liên tục bay hơi khỏi vỏ sản phẩm. Như vậy, các đặc điểm của sản phẩm như cấu trúc
bề mặt của lớp biểu bì và diện tích bề mặt riêng của quả tiếp xúc với không khí ảnh
hưởng trực tiếp đến tốc độ bay hơi. Áp suất hơi nước trên bề mặt sản phẩm thường gần

7


bằng áp suất hơi nước bão hòa tại nhiệt độ nhất định, trong khi trong không khí bảo
quản áp suất hơi nước sẽ thấp hơn so với hơi bão hòa. Vì nhiều yếu tố có liên quan đến
thoát hơi, một thuật ngữ tổng quát được gọi là "hệ số thoát hơi" được sử dụng trong
thực tế để định lượng quá trình thoát hơi nước [11].

8


độ axit (decacboxyl hóa), tăng vị ngọt (thủy phân tinh bột), tạo hương thơm (tổng hợp
rượu và este tổng hợp thông qua sự phá vỡ enzym oxy hóa của chất béo không no),
làm mềm tế bào (hoạt tính các enzym pectinaza và xenluloza), gây thâm do enzym
(phenolaza) và quá trình oxy hóa chất béo và thủy phân chất béo (lipaza,
lipidoxygenaza và peroxidaza) [17].
Nhiễm khuân và bệnh: Nấm và vi khuẩn có tầm quan trọng nhất định trong các
bệnh sau thu hoạch của sản phẩm tươi. Nhiễm nấm là một yếu tố hạn chế chủ yếu
trong việc kéo dài thời gian bảo quản các loại rau quả tươi. Nói chung, hầu hết các sản
phẩm thu hoạch đều có khả năng kháng nấm trong giai đoạn đầu sau thu hoạch. Tuy
nhiên, khi bắt đầu chín và lão hóa, chúng trở nên dễ bị nhiễm. Tổn thất sau thu hoạch
chủ yếu của rau quả tươi bị gây ra bởi các loài nấm Botrytis, Alternaría, Rhizopus và
Pseudomonas spp. Nói chung, mầm gây bệnh sau thu hoạch là các ký sinh trùng yếu
chỉ xâm nhập vào các tế bào bị hư hỏng [18-21].
Tổn thất sau thu hoạch do lây nhiễm có thể hạn chế bằng cách giảm thiểu các tổn
thương cơ học, nhờ duy trì các sản phẩm trong giai đoạn đầu của quả chín hoặc quá
trình lão hóa, bảo quản chúng trong điều kiện tối ưu và xử lý sản phẩm với các tác
nhân kháng khuẩn.
Tổn thương cơ học. Tổn thương cơ học đối với sản phẩm tươi có thể hạn chế khả
năng thương mại hóa. Thậm chí va đập nhẹ cũng có thể gây ra và thúc đẩy sự suy giảm
chất lượng do gia tăng hô hấp và tạo etylen, làm thúc đẩy các phản ứng sinh hóa không
mong muốn và làm cho các sản phẩm dễ bị nhiễm khuẩn. Hao hụt do xử lý rau quả
tươi có thể xảy ra trong quá trình thu hoạch, vận chuyển, đóng gói và bảo quản sau thu
hoạch. Các vết thâm có thể xảy ra do việc cắt, lèn lắc và va đập. Để kiểm soát thiệt hại
do xử lý sau thu hoạch, quy trình xử lý cũng như bao gói phù hợp để bảo vệ chống va
đập và rung lắc là rất cần thiết [22].

1.1.2.

thể gây ngộ độc tức khắc hoặc lâu dài. Vì vậy cần thận trọng khi sử dụng hoá chất để
bảo quản hoa quả [24].

1.1.2.3.

Bảo quản bằng tia bức xạ

Nguyên lý của phương pháp này: khi chiếu bức xạ vào sản phẩm thì một mặt vi
sinh vật sẽ bị tiêu diệt, mặt khác với rau quả tươi quá trình sinh lý, sinh hóa có thể bị
ức chế, nhờ vậy kéo dài thời hạn bảo quản.
Các loại tia bức xạ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm gồm: tia âm cực và
tia p, tia Rơngen (X) và tia Ỵ. Do yêu cầu cần phải ưu việt, tiện lợi về mọi mạt như: có
độ xuyên thấu cao, có nguồn thu nhận dễ dàng, ổn định, rẻ... nên hiện nay tia Y đang
được sử dụng nhiều nhất [25].

1.1.2.4.

Bảo quản trong môi trường khí quyển điều khiển CA (Controlled

Atmosphere)
Là phương pháp bảo quản hoa quả tươi trong môi trường khí quyển mà thành
phần các khí như O2, CO2 được điều chỉnh hoặc được kiểm soát khác với điều kiện
bình thường. Khí CO2 và O2 có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý, sinh hoá của
hoa quả, từ đó ảnh hưởng tới thời hạn bảo quản của chúng. Bảo quản trong điều kiện
hạ thấp nồng độ O2, tăng hàm lượng CO2 có thể làm giảm quá trình hô hấp, chậm sự
già hoá, nhờ đó kéo dài thời hạn bảo quản. Phương pháp này có ưu điểm là cho hiệu
quả tốt, thời hạn bảo quản dài, chất lượng hoa quả hầu như không đổi trong quá trình

1
0


Bảo quản bằng lớp phủ ăn được

Lớp phủ ăn được là một lớp vật liệu mỏng được áp dụng trên bề mặt sản phẩm
hoặc để thay thế lớp sáp bảo vệ tự nhiên và cung cấp một lớp chắn ẩm, oxy và sự di
chuyển chất tan cho thực phẩm. Các lớp phủ này được áp dụng 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. Lớp phủ ăn được từ lâu đã
được sử dụng để duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng của một số loại quả
tươi như các loại quả có múi (cam, chanh, quít), táo, dưa chuột... [2, 30,
31].

1.2.1.

Lớp phủ trên cơ sởpolysaccarit

Một số polysaccarit đã được sử dụng trong công thức lớp phủ là tinh bột và
pectin, xenluloza, chitosan và alginat. Các lớp phủ này có thể làm chậm quá trình chín,
kéo dài thời hạn sử dụng của quả được bao màng mà không tạo ra các điều kiện kị khí

1
1


khắc nghiệt [32]. Trong số các polysaccarit thì dẫn xuất của xenluloza có tính chất tạo
màng tuyệt vời cũng như sẵn có trên thị trường. Các dẫn xuất như cacboxymetyl
xenluloza (CMC), metyl xenluloza (MC), hydroxypropyl xenluloza (HPC) và
hydroxypropyl metylxenluloza (HPMC) có thể dễ dàng hòa tan trong nước hay dung
dịch etanol - nước, tạo màng tan trong nước và chịu được chất béo và dầu. Đây cũng


1
2


váng sữa (WPI) còn được sử dụng để bảo quản các rau quả tươi và đặc biệt là các loại
táo do tạo thành một lớp chắn khí tuyệt vời [31].

1.2.3.

Lớp phủ trên cơ sở lipit

Lipit ăn được bao gồm các lipit trung tính của glyxerit là este của glyxerin, axit
béo, sáp và nhựa là các vật liệu phủ truyền thống đối với hoa quả tươi, hiệu quả trong
việc tạo ra rào chắn ẩm và cải thiện ngoại quan. Các loại sáp (sáp carnauba, sáp ong,
sáp parafin, sáp candelilla và các loại khác) đã được áp dụng làm lớp phủ bảo vệ cho
quả tươi với mục đích ngăn chặn sự vận chuyển ẩm, giảm cọ xát bề mặt trong quá trình
bảo quản và kiểm soát sự hình thành vết rám mềm (thâm vỏ) ở các loại quả như táo
nhờ cải thiện tính nguyên vẹn cơ học và kiểm soát thành phần khí bên trong của quả.
Lớp phủ sáp đã được áp dụng rộng rãi cho các loại quả có múi, táo, cà chua xanh đang
chín, dưa chuột, củ cải và nhiều loại rau khác khi cần bề mặt bóng láng. Lớp phủ từ sáp
vẫn tiếp tục được sử dụng cho các loại quả như chanh, dưa hấu, táo, lê [39-44].
Nhựa và nhựa thông được đưa vào màng ăn được là nhựa gỗ thông và coumaron
inden, cả hai đều được sử dụng để bao màng cho quả có múi. Nhựa có thể được biến
tính bằng cách hydro hoá, polyme hoá, isome hoá và decacboxyl hóa, tất cả đều để làm
tăng tính chất nhiệt dẻo và tạo màng chịu được những thay đổi màu sắc và oxi hoá.
Coumaron inden là sản phẩm phụ của than hoặc dầu mỏ. Nó chịu được điều kiện kiềm,
axit loãng và ẩm do cấu trúc mạch béo [45].
Các triglyxerit hay lipit trung tính có thể tạo một lớp màng bao ổn định, liên tục
trên bề mặt quả dựa trên độ phân cực tương đối cao của chúng so với các loại sáp. Hầu



Nga và các nước Đông Dương. Ớ Việt Nam, nghề sản xuất cánh kiến đỏ có ở một số
tỉnh như Sơn La, Hòa Bình, Lai Châu, vùng Nghệ An-Thanh Hóa tiếp giáp với biên
giới Việt-Lào và Tây Nguyên. Đây là một nguồn nguyên liệu dổi dào và sẵn có.
* Thành phần [47]
Sự phát triển của sâu cánh kiến đỏ bị chi phối lớn bởi môi trường sống nên
nguyên liệu cánh kiến đỏ cũng chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố này. Tuy vây bất kỳ loại
nguyên liệu nào cũng có những thành phần giống nhau: độ ẩm, chất tan trong nước,
nhựa, sáp và tạp chất lẫn.
-

Những chất tan trong nước: Chất màu: có màu đỏ, tan trong nước, có thể xem
như là pigment trong dịch thể của sâu, là một phức hợp của nhiều loại axit
laccaic. Những chất tan khác gồm có các muối, abumin, đường.

-

Sáp: là một hợp chất có 2 thành phần chính: sáp tan trong cồn nóng (80%) và
sáp tan trong benzen (20%).

-

Nhựa trong nhựa cánh kiến đỏ có hai thành phần: Nhựa mềm tan trong ête,
chiếm 25%, chỉ số axit 100 và trọng lượng phân tử khoảng 550 và nhựa cứng
không tan trong ête, chiếm tới 75% nhựa tổng cộng, chỉ số axit 55, trọng lượng
phân tử khoảng 2000.

-


tinh chế với trình độ rất tách biệt là phương pháp thủ công và phương pháp cơ giới. Cả
2 phương pháp đều dựa trên một nguyên tắc chung là từng bước loại trừ những chất
không phải nhựa ra khỏi nguyên liệu, giữ vững hoặc cải thiện chất lượng nhựa có trong
nguyên liệu.
*

Lớp phủ thực phẩm trên cơ sở shellac từ cánh kiến đỏ
Shellac được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp: sơn, vecni, vật liệu

cách điện, chất kết dính, trong lĩnh vực thực phẩm, shellac được dùng làm chất pha
loãng màu, hợp phần chất phủ bề mặt, chất làm bóng... shellac còn được làm vật liệu
tạo màng phủ trong công nghiệp dược. Việc sử dụng shellac làm vật liệu lớp phủ để
bảo quản rau quả là đề tài mới được chú ý trong thời gian gần đây và những kết quả đạt
được ban đầu cho thấy lớp phủ thực phẩm từ shellac hạn chế sự mất nước làm hao hụt
khối lượng, ngăn chặn nấm bệnh, lớp phủ shellac có khả năng thấm oxy và nước kém
nên đóng vai trò như một rào cản trên bề mặt hoa quả làm giảm sự trao đổi khí. Nồng
độ oxy giảm sẽ làm giảm cường độ hô hấp của rau quả kéo dài thời hạn bảo quản, đồng
thời làm giảm sự sản sinh etylen vốn là một trong các nguyên nhân làm quả mau chín.
Ngoài ra, lớp phủ sáp shellac còn tạo ra bề mặt bóng đẹp cải thiện vẻ bề ngoài của sản
phẩm. Tuy nhiên lớp phủ shellac cho rau quả cũng có nhược điểm: làm ảnh hưởng đến
mùi thơm của quả khi màng sử dụng có hàm lượng shellac lớn.
Vật liệu phủ rau quả với thành phần chính là shellac còn kết hợp thêm một số
hợp phần khác: sáp, nhựa thông, nhũ tương polyetylen, sáp parafin, nhựa dầu mỏ, axit
oleic, axit lauric, axit stearic, amoniac, kali hydroxit, cồn, glyxerin [43, 44].

1.2.5.

Lớp phủ trên cơ sởpolyvinyl axetat

Gần đây, các nhà khoa học tại Cơ quan Nghiên cứu Nông nghiệp thuộc Bộ Nông

lỏng màu trắng sữa chứa khoảng 4-30% PVAc (theo khối lượng) dễ dàng áp dụng và
có thể làm sạch thiết bị bằng nước [51].
* Nhũ hóa vật liệu bảo quản: Để đạt được độ bám dính và bao phủ tốt nhất cho
hoa quả, các vật liệu phủ thường được chế tạo ở dạng nhũ tương. Nhũ tương có thể
được chia thành nhũ tương lớn và vi nhũ. Nhũ tương lớn có kích thước hạt trong
khoảng 2.103-105Ả, và vi nhũ có kích thước hạt 1000-2000Ả. Sự hình thành các giọt
sáp nhỏ trong vi nhũ phụ thuộc vào tương tác của pha phân tán và chất nhũ hoá, trong
khi kích thước giọt trong nhũ tương lớn liên quan đến phương pháp phân tán cơ học,

1
7


bao gồm quá trình đồng hoá áp suất cao hoặc tốc độ khuấy cao. Quá trình tạo nhũ
tương yêu cầu việc lựa chọn chất nhũ hoá thích hợp. Vi nhũ thường sử dụng hai chất
nhũ hoá: một có thể tan trong cả pha phân tán và pha liên tục và hai là một chất cùng
hoạt động bề mặt, thường là ancol. Kích thước giọt nhỏ trong vi nhũ làm cho màng
đồng nhất và khi khô thì thành một màng bóng [52, 53].
* Bổ sung các thành phần chức năng vào lớp phủ để tăng cường hiệu quả: Một
trong những tính chất đặc biệt của lớp phủ ăn được là khả năng kết hợp các thành phần
chức năng vào chất nền nhằm tăng cường hiệu quả của chúng.
Tính chất vật lý
Trong bảng 1.1 là một số tính chất vật lý quan trọng của PVAc.
Bảng 1.1. Một số tính chất vật lý của PVAc
Tính chất
Giá trị
Mật độ năng lượng liên kết

83 — 87 (cal/ml)




* Tính tan: PVAc tan trong các dung môi thơm, xeton, este. Nó cũng có thể tan
trong metanol, etanol 95%, 2-propanol 90%, butanol 90% □ PVAc không tan được
trong etanol khan và các rượu khan cao hơn, hydro cacbon no, nước, cacbon đisunfit,
xyclohexan □ Các hợp chất clorua hydrocacbon: cacbon tetraclorua, triclorua etylen,
metylen clorua □ là các dung môi tốt của PVAc. Có một điều thú vị là etanol nguyên
chất hoàn toàn không thể hoà tan PVAc, nhưng khi thêm 5% nướcthì trở thành một
dung môi lý tưởng, etanol khan lại là một dung môi tốt khi nồng độ của PVAc rất lớn
(hơn 50%) và ở nhiệt độ khoảng 500C [54].
*

Khả năng thấm khí: Khả năng thấm khí và hơi qua PVAc được nghiên cứu từ
lâu trong đó vấn đề đặc biệt được quan tâm là khả năng thấm hơi nước. Lớp
phủ PVAc làm nền có thể phủ trên bề mặt ẩm mà màng không bị hỏng vì hơi
nước có thể dễ dàng khuếch tán qua PVAc [55].

*

Sự dẻo hoá: Chức năng của chất làm dẻo hoá là biến đổi PVAc cứng, giòn
thành PVAc linh động và dẻo. Có hai kiểu dẻo hoá: “bên trong” và “bên
ngoài”. PVAc được dẻo hoá bên ngoài nhờ các hợp chất có khối lượng phân tử
nhỏ như đibutyl phtalat. Chất dẻo hoá ngoại cuối cùng mất đi, ví dụ như bay
hơi bởi vì sự có mặt của nó là hỗn hợp vật lý cùng polyme. Trái lại, một chất
dẻo hoá nội có sự tương tác hoá học hoặc đồng trùng hợp polyme. Một chất dẻo
hoá nội được gọi chất dẻo hoá vĩnh cửu vì nó không bị mất đi dưới những tác
động vật lý. Ví dụ butyl acrylat là một chất dẻo hoá nội cho PVAc vì nó tạo
polyme đồng trùng hợp với PVAc [56].
Tính chất hoá học [57]
Tính chất hoá học của PVAc tương tự như tính chất hoá học của các este béo.

2
0


Trong đó V = 1 — Dị3 / Dg3 ; Dg là đường kính của cuộn polyme hình cầu, ngược
lại Dị là đường kính bên trong cảu hình cầu polyme không tham gia phản ứng [P] là
nồng độ của PVAc.
Tốc độ của phản ứng thuỷ phân trong môi trường đồng nhất ít bị ảnh hưởng bởi
trọng lượng phân tử (TLPT) của PVAc. Người ta thấy rằng tốc độ phản ứng thuỷ phân
lớn hơn một chút ở polyme có khối lượng phân tử thấp.
Có nhiều phương pháp trùng hợp PVAc: Trùng hợp khối, trùng hợp trong dung
dịch, trùng hợp nhũ tương, trùng hợp trong tướng rắn, trùng hợp bức xạ, trùng hợp nhờ
hợp phần cơ kim... Trong công nghiệp sản xuất PVAc sử dụng chủ yếu 3 phương pháp:
trùng hợp nhũ tương, trùng hợp trong tướng rắn, trùng hợp trong dung dịch.
PVAc làm lớp phủ thực phẩm có độ bóng cao [58]
PVAc với KLPT trung bình thấp nhất là 2000 đã được Cơ quan Quản lý Dược
phẩm và Thực phẩm Hoa Kỳ FDA (Food and Drug Administation) chấp nhân là phụ
gia thực phẩm trực tiếp trong kẹo cao su, một thành phần trong các lớp phủ chống nấm
cho bơ, là một chất mang axit sorbic trong lớp bọc quít, lớp phủ bằng tinh bột sắn,
thành phần trong lớp phủ trứng... PVAc cũng được sử dụng trong lớp phủ dược phẩm,
đặc biệt là các lớp phủ nhả châm. PVAc có nhiều ứng dụng cho các sản phẩm thực
phẩm và dược phẩm, tuy nhiên việc áp dụng PVAc làm lớp phủ thực phẩm có hiệu quả
làm bóng cao, đặc biệt là đối với lớp phủ hoa quả, rau, thực phẩm chế biến chưa được
chú ý đúng mức.

1.3.

Bảo quản rau quả bằng bao gói khí quyển biến đổi

1.3.1.

hệ bao gói
Trong bao gói khí quyển biến đổi MAP, yêu cầu về trao đổi khí có nghĩa là
thông lượng trao đổi khí hiệu quả. Thông lượng trao đổi khí của bao gói phụ thuộc vào
cả độ thấm của màng bao gói và diện tích bề mặt trao đổi khí của vật liệu ở một nhiệt
độ và áp suất thủy tĩnh nhất định. Một màng bao gói được xem là hiệu quả không chỉ
trên cơ sở độ thẩm thấu khí mà còn là những phương pháp phân tích tích phân cần
thiết.
Thông số tính chất quan trọng có tính chìa khóa đối với một bao gói khí quyển
biến đổi là độ chọn lọc của nó tức là tỷ lệ thấm CO 2/O2 của vật liệu bao gói. Độ chọn
lọc quyết định mối liên hệ giữa nồng của CO 2 và O2 đối với bao gói nhất định. Chỉ khi
nào độ chọn lọc của bao gói thỏa mãn được yêu cầu của sản phẩm đối với O 2 và CO2
thì giá trị O2 và CO2 tối ưu mới có thể đạt được. Yêu cầu về độ chọn lọc của sản phẩm
lại phụ thuộc vào tỷ lệ giữa CO2 sinh ra O2 tiêu thụ của sản phẩm đó, có nghĩa là tỷ lệ
hô hấp và các thành phần tối ưu đối với CO2 và O2 của sản phẩm đó [61].
Độ chọn lọc có liên quan đến nhu cầu thành phần CO 2 và O2 cần thiết cho từng
loại sản phẩm và có thể được xác định theo phương trình dưới đây [61].
S = RQ ApO 2
ApCO 2

(2)

Trong đó S là độ chọn lọc cần thiết, RQ là tỷ số hô hấp và ApO 2 và ApCO2 là
gradien áp suất riêng phần đối của khí so với môi trường không khí thông thường.
Khái niệm này chủ yếu để phân loại các vật liệu bao gói cho một sản phẩm nhất

2
2


định. Bảng 1.2, 1.3 trình bảy điều kiện thành phần khí cần thiết cho một số loại rau

3.0 (1-2)

6.0 (9-190

Mơ

0-5

2.5 (2-3)

2.5 (2-3)

7.4 (6-9.5)

Anh đào

0-5

6.5 (3-10)

11 (10-12)

1.3 (0.9-1.8)

Sung

0-5

5(5)


5 (5)

3.9 (3.8-4)

Lê

0-5

3 (2-3)

10 (0-1)

1.8(18.0-19.0)

Hồng

0-5

4 (3-5)

6.5 (5-8)

2.6(2.0-3.6)

Mận
Dâu
Quả tây
mâm xôi

0-5

12-15

3.5 (2-5)

3.5 (2-5)

5.0 (3.2-9.5)

Nho

10-15

6.5 (3-10)

7.5 (5-10)

1.9 (1.1-3.6)

Chanh

10-15

5 (5)

10 (0-5)

1.6 (3.2-16)

Chanh tây


5-10

10 (10)

5 (5)

2.2 (2.2)

Đu đủ

10-15

5 (5)2

10 (10)

1.6 (1.6)

Dứa

10-15

5 (5)3

10 (10)

1.6 (1.6)


Bảng 1.3. Điều kiện MA và độ chọn lọc cần thiết cho bao gói khí quyển biến đổi


5-10

5 (không
khí)
3 (1-2)

8 (5-10)

2.3 (1.8-3.8)

Bông cải xanh

0-5

3 (1-2)

8 (5-10)

2.3 (1.9-4.0)

Cải Brussels

0-5

4 (3-5)

6 (5-7)

2.3 (1.9-4.0)


0-5

5 (2-4)

3 (0)

Ngô ngọt

0-5

3 (2-4)

(0)

Dưa chuột

8-12

(3-5)

15 (10-20)

(>16)

Quả ngọt

(3-5)

(0)

Đậu bắp

2 (0)

8.5 (>16)

Hành tây, khô

0-12
0-5

5 (không
khí)
4 (3-5)
(1-2)

(0)

(>19)

Hành tây, xanh

0-5

2 (1-2)

10(10-15)

Tiêu



3 (3-5)

5 (10)

3.6 (15-18)

Rau rền
Cà chua
xanh

2
4

6.3 93.29.5)
5.3 (> 17)
1.2 (0.8-1.9)

3.8 (3.8-6.7)


Bảng 1.4. Khả năng thấm khí và độ chọn lọc của một số loạipolyme tại 4C
Độ chọn
Polyme (độ dày 1^m)
Độ thấm
lọc
ÍT'
ÍT'
S=KcO2/KO2
O2

8.10 x 10
Polyetylen tỷ trọng thấp (0.92g/cm )
1.20 x 10
6.7
1.47 x 10
Polypropylen
4.66 x 10
3.2
3.14 x 10
Xenlulozơ axetat
3.90 x 10
8.0
1.60 x 10
Cao su butyl
3.60 x 10
4.4
Cao su hydroclorua (Pliofilm hóa
3.67 x 10
1.50 x 10
2.2
dẻo)
7.40 x 10
Polyetylen tỷ trọng cao (0.96g/cm )
1.53 x 10
4.8
4.93 x 10
Polyetylen terephtalat (Mylar)
1.44 x 10
3.4
3.84 x 10


-

-2

1

-

-2

1

-

-2

1

-

-2

1

-

3

-2


-4

4

-

-4

4

-

-5

4

-

-6

5

1.3.1.2.

Thiết kế bao gói biến đổi khí quyển

Nhiều nghiên cứu về MAP liên quan đến việc lựa chọn màng bao gói sử dụng
cân bằng giữa hô hấp và độ thẩm thấu khí ở trạng thái dừng. Một số nhà nghiên cứu đã
cố gắng thiết kế MAP dựa trên cơ sở phân tích về tốc độ hô hấp của một loại sản phẩm