Khoá luận tốt nghiệp Trƣờng ĐHSPHN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HOÁ HỌC *** KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CHUN NGÀNH: HỐ CƠNG NGHỆ - MƠI TRƢỜNG nghiên cứu Chế tạo vật liệu bảo quản dạng bao gói khí biến đổi (MAP) từ nhựa LDPE phụ gia zeolit Giáo viên hƣớng dẫn:PGS.TS Nguyễn Văn Khôi ThS Phạm Thị Thu Hà Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Ngần Lớp: K31B hà nội - 2009 Hoàng Thị Ngần K31-B Khoa Hoá học Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Khơi – Trƣởng Phòng vật liệu polyme, Viện Hố học-Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, đồng thời, em xin gửi lời cám ơn chân thành tới anh chị công tác Phòng Vật liệu polyme tận tình bảo, giúp đỡ, động viên em hồn thành tốt khố luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng cảm ơn tới giúp đỡ nhiệt tình thầy Lê Cao Khải thầy giáo Khoa Hố học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội tạo điều kiện tốt để em hồn thành khố luận Với hạn chế thời gian hiểu biết thân nên khố luận khó tránh khỏi thiếu sót, kính mong bảo thầy cơ, anh chị toàn thể bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2009 Sinh viên Hoàng Thị Ngần MỞ ĐẦU Nƣớc ta nƣớc nơng nghiệp, có khí hậu đa dạng nên nƣớc ta có nhiều loại rau phong phú, xuất quanh năm với chất lƣợng đặc trƣng tiềm phát triển đầy hứa hẹn Khơng ngƣời Việt Nam ƣa thích rau Việt Nam mà nhiều nƣớc giới sẵn sàng trở thành bạn hàng lớn Hàng năm, nƣớc ta thu hàng trăm triệu USD từ việc xuất rau Tuy nhiên, việc xuất rau Việt Nam nhiều hạn chế, nguyên nhân chủ yếu tình trạng hƣ hỏng rau sau thu hoạch Theo thống kê Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn tỉ lệ hƣ hỏng sau thu hoạch Việt Nam cao, chiếm tới 20% tổng sản lƣợng Đó tổn thất đáng kể Nhà nƣớc với ngƣời nông dân Chính vậy, vấn đề bảo quản rau sau thu hoạch vấn đề quan trọng, cần đƣợc quan tâm thích đáng Có nhiều phƣơng pháp bảo quản rau đƣợc sử dụng sử dụng màng bao gói khí biến đổi (MAP) phƣơng pháp hiệu quả, an toàn cho ngƣời sử dụng, dễ áp dụng quy mô lớn, tái sử dụng, khơng gây nhiễm mơi trƣờng, có giá thành thấp, phù hợp với điều kiện kinh tế ngƣời nơng dân Chính luận văn chọn đề tài:“Nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản dạng bao gói khí biến đổi (MAP) từ nhựa LDPE phụ gia zeolit ” CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguyên nhân gây tổn thất hoa sau thu hoạch Hầu hết trình suy giảm khối lƣợng chất lƣợng hoa tƣơi diễn giai đoạn từ thu hoạch đến tiêu thụ Nguyên nhân hoa sau thu hoạch tế bào sống tiếp tục hoạt động hô hấp trao đổi chất thông qua số q trình biến đổi Chính biến đổi làm cho hoa nhanh chín, nhanh già, nhũn…dẫn tới hỏng không áp dụng biện pháp đặc biệt để làm chậm trình [27] Rau sau thu hoạch thƣờng trải qua số biến đổi nhƣ: - Biến đổi sinh hố: hơ hấp hoạt động q trình bảo quản tƣơi Đó q trình oxy hố chậm chất hữu phức tạp dƣới tác dụng enzyme thành chất đơn giản giải phóng lƣợng - Biến đổi vật lý: tƣơi sau thu hoạch thƣờng xảy tƣợng bay nƣớc Sự nƣớc dẫn tới khô héo, giảm khối lƣợng, gây rối loạn sinh lý, giảm khả kháng khuẩn giảm giá trị thƣơng mại…Kết quả bị chín già nhanh dẫn đến thối rữa - Biến đổi hoá học: thời gian bảo quản, hầu hết thành phần hoá học hoa bị biến đổi tham gia hô hấp hoạt động enzyme Hiểu rõ đặc tính hơ hấp tƣơi nhƣ chế biến đổi kéo dài thời hạn bảo quản chúng [7] 1.2 Các phƣơng pháp bảo quản hoa tƣơi sau thu hoạch [7] 1.2.1 Nhiệt độ thấp, độ ẩm tương đối (RH) cao Phƣơng pháp phổ biến để trì chất lƣợng kiểm sốt hƣ hỏng hoa làm lạnh nhanh với độ ẩm tƣơng đối (RH) cao Tuy nhiên, phƣơng pháp lại gây nên hƣ hỏng lạnh hoa việc kiểm soát nhiệt độ cách hiệu khó nên số phƣơng pháp bảo quản khác đƣợc nghiên cứu 1.2.2 Bảo quản hoá chất Sử dụng số loại hoá chất liều lƣợng khác để kéo dài thời gian bảo quản hoa chủ yếu dựa vào khả tiêu diệt vi sinh vật hoá chất Để tăng hiệu quả, xử lý hoá chất thƣờng đƣợc kết hợp với bảo quản lạnh Hoá chất đƣợc sử dụng để bảo quản hoa tƣơi cần đáp ứng số yêu cầu nhƣ: diệt đƣợc vi sinh vật liều lƣợng thấp dƣới mức nguy hiểm cho ngƣời, không tác dụng với thành phần để dẫn tới biến đổi màu sắc, mùi vị làm giảm chất lƣợng hoa quả, không tác dụng với vật liệu làm bao bì dụng cụ, thiết bị cơng nghệ, dễ tách khỏi sản phẩm cần sử dụng Tuy nhiên, có loại hố chất thoả mãn tất yêu cầu trên, sử dụng phải chọn lựa cho phù hợp nhằm đảm bảo đồng thời chất lƣợng bảo quản an toàn thực phẩm Phƣơng pháp bảo quản hoá chất bộc lộ số nhƣợc điểm nhƣ: hố chất làm biến đổi phần chất lƣợng hoa quả, tạo mùi vị không tốt, gây hại cho sức khoẻ ngƣời, gây ngộ độc tức khắc lâu dài Vì vậy, cần thận trọng sử dụng hoá chất để bảo quản hoa 1.2.3 Bảo quản mơi trường khí điều khiển CA (Controlled Atmosphere) Là phƣơng pháp bảo quản hoa tƣơi môi trƣờng khí mà thành phần khí nhƣ O2, CO2 đƣợc điều chỉnh đƣợc kiểm soát khác với điều kiện bình thƣờng Khí CO2 O2 có tác dụng trực tiếp lên q trình sinh lý, sinh hố hoa quả, từ ảnh hƣởng tới thời hạn bảo quản chúng Bảo quản điều kiện hạ thấp nồng độ O2, tăng hàm lƣợng CO2 làm giảm q trình hơ hấp, chậm già hố, nhờ kéo dài thời hạn bảo quản Phƣơng pháp có ƣu điểm cho hiệu tốt, thời hạn bảo quản dài, chất lƣợng hoa hầu nhƣ khơng đổi q trình bảo quản Tuy nhiên, nhƣợc điểm phƣơng pháp phức tạp, phải ý đặc biệt đầu tƣ xây dựng nhƣ vận hành kho bảo quản 1.2.4 Bảo quản mơi trường khí biến đổi MA (Modified Atmosphere) Là phƣơng pháp bảo quản mà hoa đƣợc đựng túi màng mỏng có tính thẩm thấu chọn lọc đựng sọt có lót màng bao gói Thậm chí hoa đƣợc đựng container lớn đƣợc lót vật liệu tổng hợp có tính thẩm thấu chọn lọc loại khí 1.3 Bảo quản khí biến đổi (MA) Bảo quản khí biến đổi đƣợc định nghĩa bao bọc sản phẩm thực phẩm vật liệu chắn khí, mơi trƣờng khí đƣợc thay đổi để ức chế tác nhân gây hƣ hỏng, nhờ trì chất lƣợng cao thực phẩm dễ hỏng trình sống tự nhiên hay kéo dài thời hạn sử dụng Ƣu điểm MA tăng đáng kể thời gian bảo quản hạn chế đƣợc q trình hơ hấp, trao đổi chuyển hố chất giảm tổn thất sau thu hoạch mà trì đƣợc chất lƣợng thƣơng phẩm mà khơng cần dùng hoá chất Sản phẩm đƣợc bảo quản khí biến đổi sản phẩm “sạch” khơng cần hố chất bảo quản tuyệt đối an tồn cho ngƣời tiêu dùng mơi trƣờng xung quanh, giảm chu kì đƣa hàng, giảm phế thải, tốt cho chất lƣợng cảm quan, tăng khoảng cách phân phối sản phẩm… Bảo quản khí biến đổi làm cho q trình mềm hố bị chậm lại, giữ đƣợc độ chắc, cứng cần thiết, sắc tố chllorophil giảm chậm [5] 1.3.1 Bảo quản lớp phủ ăn Trong số phƣơng pháp bảo quản đƣợc nghiên cứu sử dụng nay, lớp phủ ăn đƣợc đƣợc ý Lớp phủ ăn đƣợc lớp vật liệu mỏng đƣợc áp dụng bề mặt sản phẩm để thay lớp sáp bảo vệ tự nhiên cung cấp lớp chắn ẩm, oxy di chuyển chất tan cho thực phẩm Các lớp phủ đƣợc áp dụng trực tiếp bề mặt cách nhúng, phun hay quét để tạo khí biến đổi Lớp màng bán thấm tạo thành bề mặt giảm bớt q trình hơ hấp kiểm soát độ ẩm nhƣ cung cấp chức khác Lớp sáp bề mặt hoa thƣờng có độ thấm nƣớc nên việc áp dụng lớp phủ bên làm tăng tính chất chắn tự nhiên thay trƣờng hợp lớp sáp bị loại bỏ phần bị biến đổi trình bảo quản sau thu hoạch [27] Lớp phủ ăn đƣợc từ lâu đƣợc sử dụng để trì chất lƣợng kéo dài thời hạn sử dụng số loại tƣơi nhƣ loại có múi (cam, chanh, qt), táo, dƣa chuột…Lớp phủ ăn đƣợc có số ƣu điểm nhƣ: cải thiện khả trì thành phần chất màu, đƣờng, axit hƣơng thơm, giảm hao hụt khối lƣợng, trì chất lƣợng trình vận chuyển bảo quản, giảm rối loạn bảo quản, cải thiện sức hấp dẫn với ngƣời tiêu dùng, kéo dài thời hạn sử dụng Tuy nhiên, lớp phủ bộc lộ số nhƣợc điểm Lớp phủ dày hạn chế trao đổi khí hơ hấp làm cho sản phẩm tích lũy etanol với hàm lƣợng cao gây mùi khó chịu Tính chất chắn nƣớc lớp phủ dẫn tới hao hụt khối lƣợng độ ẩm sản phẩm, nhƣng ngăn chặn ngƣng tụ nƣớc, nguồn gây hƣ hỏng vi khuẩn đƣợc bao gói Những nhƣợc điểm khắc phục nhờ lựa chọn loại chiều dày lớp phủ phù hợp tránh xử lý loại non khơng có mùi thơm hay bảo quản phủ màng nhiệt độ cao Các polyme sinh học nhƣ protein, polisaccarit, lipit nhựa vật liệu màng thƣờng đƣợc sử dụng Đặc tính lý hố polyme sinh học có ảnh hƣởng lớn tới chức lớp phủ ăn đƣợc Việc lựa chọn vật liệu bao phủ thƣờng dựa tính tan nƣớc, chất ƣa-kị nƣớc, tính dễ tạo màng tính chất cảm quan chúng Bảng Ví dụ áp dụng lớp phủ ăn đƣợc cho Loại Vật liệu bao phủ Tài liệu tham khảo Táo HPMC, CMC, lớp [16], [24], [29] polysaccarit/lipit, sáp, shellac, nhũ tƣơng protein váng sữa- sáp ong, PVAc Lê Metylxenlulozơ, PVAc [24] Mận PVAc, HPMC [24] Xoài Sáp, shellac, dẫn xuất xenlulozơ, [24], [25] PVAc Quả có múi Chitosan, PVAc [21], [24] Đào Sáp, CMC, PVAc [24] Dâu Chitosan, HPMC, PVAc [24] 1.3.2 Bảo quản màng bao gói khí biến đổi MAP (Modified Atmosphere Packaging) Trong phƣơng pháp để tạo mơi trƣờng khí biến đổi (MA) phƣơng pháp đơn giản sử dụng bao bì chất dẻo Các loại bao bì cho phép loại khí nhƣ nƣớc thẩm thấu qua cách hạn chế Với loại bao bì độ thẩm thấu O2 nhỏ độ thẩm thấu CO2 khoảng 3-10 lần Sở dĩ bao bì chất dẻo đƣợc sử dụng rộng rãi rau chúng có nhiều đặc tính ƣu việt mà vật liệu khác khơng có nhƣ: độ thẩm thấu cao CO2 O2; độ thẩm thấu ẩm nƣớc thấp, có độ thẩm thấu chọn lọc CO2 O2; có độ bền hố học cao, uốn gấp đƣợc nhiều lần mà không bị gãy; không mùi vị lạ, không độc hại, khơng bị mốc (các đặc tính đƣợc trì chí nhiệt độ thấp) quan trọng hàn gắn nhiệt Bao gói khí biến đổi có ảnh hƣởng đến đặc tính sinh lý Các thông số chất lƣợng nhƣ khả lƣu giữ chất màu, glutathion, axit ascorbic, đƣờng, ancol đƣờng, aminoaxit bị ảnh hƣởng trình bảo quản MAP Trong q trình bảo quản khí biến đổi, nồng độ O2, CO2 C2H4 tế bào thực vật định ứng đáp sinh lý sinh hóa tế bào Lợi ích MAP loại định dự đốn từ thơng tin ngun nhân gây hƣ hỏng tác động biết nguyên nhân nhƣ hô hấp, thay đổi thành phần, thoát nƣớc, rối loạn sinh lý, hƣ hỏng bệnh lý Do ƣu điểm MAP, giới có nhiều nghiên cứu ứng dụng MAP bảo quản rau thực phẩm tƣơi sống Hiện nay, nƣớc ta nghiên cứu sử dụng bao gói khí biến đổi bảo quản mơi trƣờng khí điều khiển Tuy nhiên, nghiên cứu phòng thí nghiệm chƣa ứng dụng nhiều thực tế 1.4 Chế tạo màng bao gói khí biến đổi 1.4.1 Cơng nghệ chế tạo màng Màng bao gói khí biến đổi thƣờng đƣợc sản xuất theo phƣơng pháp đùn thổi sử dụng loại nhựa plastic Q trình cơng nghệ đùn nhƣ sau: Trục vít quay xilanh trục tròn đƣợc nung nóng, cố định khe rãnh trục vít xilanh khối chất dẻo đƣợc định hƣớng đƣợc làm nóng chảy, làm nhuyễn, đƣợc trục vít vận chuyển lên phía trƣớc qua khe hở định hình đầu đùn đƣợc đẩy ngồi thành sản phẩm Các thành phần máy đùn: - Động - Hộp giảm tốc - Trục vít xilanh - Bộ phận nạp liệu Ở xilanh đƣợc xếp đặt nhiều vùng gia nhiệt, vùng xác định nhiệt độ cho trƣớc cách riêng biệt, đồng thời điều chỉnh đƣợc Tuỳ trƣờng hợp, bên cạnh vùng gia nhiệt ngƣời ta nắp thêm phận làm lạnh phục vụ cho sản xuất điều chỉnh nhiệt độ đƣợc linh hoạt Khoang cấp liệu ln đƣợc làm nguội để ngăn không cho chất dẻo bị chảy gần nó, tránh làm ảnh hƣởng đến việc cấp liệu cho máy Hình Sơ đồ nguyên lý máy đùn Thiết bị dùng để thổi màng bao gồm máy đùn có lắp đầu thổi màng, vành làm nguội, thiết bị trải phẳng màng, hệ trục kéo màng, thiết bị cuộn Đối với công nghệ thổi màng ngƣời ta thƣờng dùng đầu đùn vng góc sản phẩm đƣợc kéo lên theo phƣơng thẳng đứng Từ đầu đùn thổi màng chất dẻo Ngoài phổ xuất pic 726cm-1, pic đặc trng cho dao động nhóm CH2 mạch polyme Ngoài cỏc pic đặc trng cho dao ng ca nhóm phân tử polyetylen, phổ hồng ngoại màng LDPE/zeolit hoạt hố xuất thêm số pic khác ë 3423cm-1 vµ pic 1744cm-1 Hai pic đặc trng cho nhóm -OH C=O nhóm COOH Mặt khác phổ xuất pic 727cm-1 với cờng độ mạnh, đặc trng cho dao động nhóm CH2-CH3 phân tử axit stearic Các pic 1052cm-1 444cm-1 c trng cho dao động hoá trị dao động biến dạng nhóm Si-O Qua phổ hồng ngo¹i cđa màng LDPE/zeolit hoạt hóa, màng LDPE zeolit hot hoỏ ta thấy có chuyển dịch nhẹ pic đặc trng cho nhóm >C=O, OH Si-O Tần số dao động liên kết >C=O, Si-O OH nhóm axit chuyển dịch miền cã sè sãng thÊp h¬n 3.3.2 Tính chất lý màng MAP Tính chất lý màng MAP với hàm lƣợng phụ gia zeolit hoạt hoá khác (độ bền kéo đứt độ giãn dài đứt) đƣợc trình bày bảng Bảng Ảnh hƣởng hàm lƣợng phụ gia zeolit hoạt hố đến tính chất lý màng MAP Hàm lƣợng zeolit (%) Độ bền kéo đứt Độ giãn dài đứt δk (N/m ) ε (%) 15,60 478,69 14,89 470,58 14,64 452,13 14,43 438,09 13,46 420,91 12,86 403,47 Kết cho thấy bổ sung phụ gia độ bền kéo đứt độ giãn dài đứt màng MAP giảm so với màng LDPE thơng thƣờng, hàm lƣợng phụ gia tăng độ bền kéo đứt, độ giãn dài đứt màng giảm Điều đƣợc giải thích nhƣ sau: q trình trộn hợp nóng có tƣơng tác hạt zeolit mạch phân tử polyme Các hạt zeolit xen vào phân tử LDPE hình thành liên kết tƣơng đối yếu với LDPE, làm gián đoạn pha mạch đại phân tử Khi hàm lƣợng zeolit tăng gián đoạn pha lớn dẫn đến độ bền kéo đứt độ giãn dài đứt màng LDPE/zeolit so với màng LDPE thơng thƣờng 3.3.3 Hình thái học bề mặt màng MAP Ảnh SEM màng LDPE thông thƣờng màng MAP chứa hàm lƣợng zeolit hoạt hố 1, 9% (kích thƣớc hạt 5-20μm) độ phóng đại khác đƣợc trình bày hình 7, 8, 10 (a) (b) (c) (d) Hình Ảnh SEM màng LDPE thơng thƣờng độ phóng đại 2.000 (a), 5.000 (b), 10.000 (c) 20.000 (d) (a) (b) Hình Ảnh SEM màng MAP chứa 1% zeolit hoạt hoá độ phóng đại 2.000 (a), 5.000 (b) 10.000 (c) (c) (a) (b) (c) (d) Hình Ảnh SEM màng MAP chứa 5% zeolit hoạt hoá độ phóng đại 200 (a), 2.000 (b), 5.000 (c) 10.000 (d) (a) (b) Hình 10 Ảnh SEM màng MAP chứa 9% zeolit hoạt hố độ phóng đại 2.000 (a) 5.000 (b) Quan sát ảnh SEM ta thấy màng LDPE thơng thƣờng có bề mặt nhẵn, hầu nhƣ khơng có khuyết tật Các hạt zeolit có thành phần oxit nhƣ SiO2, Al2O3 lƣợng nhỏ oxit kim loại khác khó tƣơng tác với LDPE trình tạo màng Khi chúng đƣợc biến tính bề mặt axit stearic hạt zeolit đƣợc phân tử axit stearic bao bọc bên ngồi Các phân tử axit có thành phần cấu tạo gốc hiđrocacbon mạch dài nên chúng dễ dàng tƣơng tác với nhóm CH2 mạch polyme Chính thế, q trình trộn hợp phân tán trở nên hiệu hơn, có kết tụ hạt zeolit lại với trình tạo màng Ảnh SEM mẫu màng MAP chứa zeolit hoạt hố có dạng giống cho thấy phụ gia đƣợc phân tán màng không quan sát thấy khuyết tật (lỗ thủng) hạt zeolit màng Chúng tiếp tục nghiên cứu chế tạo màng MAP với hàm lƣợng zeolit hoạt hố 9%, hạt khơng nghiền có kích thƣớc 30-40μm Hình thái học màng MAP (9% zeolit hoạt hố khơng nghiền) đƣợc trình bày hình 11 (a) (b) (c) Hình 11 Ảnh SEM màng MAP chứa 9% zeolit hoạt hố (hạt khơng nghiền) độ phóng đại 1.000 (a), 2.000 (b) 10.000 (c) Quan sát ảnh SEM thấy sử dụng phụ gia zeolit hoạt hố khơng đƣợc nghiền mịn, phụ gia có xu hƣớng bị kết tụ khiến cho trình phân tán vào màng không đồng đều, để lại nhiều lỗ hổng khuyết tật 3.3.4 Độ bền nhiệt màng MAP Giản đồ phân tích nhiệt zeolit hoạt hố màng MAP với hàm lƣợng phụ gia khác đƣợc trình bày hình 12 (a) (b) (c) (d) (e) Hình 12 Giản đồ phân tích nhiệt TGA zeolit hoạt hoá (a), màng LDPE (b), màng MAP với hàm lƣợng phụ gia 3% (c), 5% (d), 7% (e) Kết cho thấy zeolit hoạt hoá tƣơng đối bền nhiệt, suy giảm khối lƣợng nhỏ giảm đến nhiệt độ khoảng 800 C Điều bay hợp chất dễ bay bị hấp phụ lên hạt zeolit, bay nƣớc liên kết vật lý hoá học Trong suốt trình nâng nhiệt từ 120 đến 800 C hầu nhƣ khơng có thay đổi khối lƣợng zeolit Khi đƣa phụ gia zeolit vào trình tạo màng độ bền nhiệt màng MAP giảm nhẹ so với màng LDPE thông thƣờng Nhiệt độ bắt đầu phân huỷ màng LDPE 449,75 C nhiệt độ bắt đầu phân huỷ 0 màng LDPE/zeolit 3, 5, 7% lần lƣợt 440,39 C; 433,83 C 421,46 C Kết đƣợc giải thích nhƣ sau: trình tạo màng, hạt phụ gia có tƣơng tác với mạch đại phân tử polyme, phần zeolit xen vào cấu trúc mạch phân tử polyme, làm gián đoạn pha đại phân tử, độ bền nhiệt màng LDPE/zeolit hoạt hố so với màng LDPE thơng thƣờng 3.4 Xác định độ thấm khí O2 CO2 màng MAP Độ thấm khí O2 CO2 màng MAP với hàm lƣợng zeolit hoạt hoá khác đƣợc thể bảng Bảng Độ thấm khí O2 CO2 màng MAP với hàm lƣợng phụ gia khác Nhiệt độ (5 C) Nhiệt độ (25 C) Hàm O2 CO2 O2 CO2 lƣợng 2 2 zeolit (%) (ml/m 24h.bar) (ml/m 24h.bar) (ml/m 24h.bar) (ml/m 24h.bar) 3.536 4.025 8.890 11.479 15.065 21.815 13.365 15.668 35.327 48.780 63.728 91.205 4.365 5.034 11.805 18.325 23.950 32.818 16.500 19.586 46.632 73.670 103.240 148.665 Kết bảng cho thấy, tỷ lệ độ thấm CO2 O2 màng LDPE khoảng 3,78 chứng tỏ màng LDPE rào chắn khí O2 Điều đặc biệt quan trọng việc bao gói bảo quản thực phẩm độ thấm O2 thấp độ thấm CO2 cao làm chậm phát triển vi sinh vật hiếu khí kéo dài thời gian bảo quản Khi bổ sung phụ gia zeolit độ thấm khí O2 CO2 qua màng MAP tăng so với màng LDPE thơng thƣờng Điều đƣợc giải thích zeolit có cấu trúc vi mao quản, cho khí nhƣ CO2 O2 trao đổi qua màng cách chọn lọc Nhờ có phụ gia zeolit mà bề mặt màng trở nên thống so với màng LDPE thơng thƣờng Phụ gia zeolit hoạt động nhƣ chất hố dẻo hay chất độn trơ, có xu hƣớng làm tăng độ thấm khí màng polyme Tăng hàm lƣợng phụ gia zeolit làm tăng độ thấm khí màng MAP tăng số lƣợng mao quản bên màng, thuận lợi cho q trình trao đổi khí qua màng Kết bảng cho thấy, tăng nhiệt độ độ thấm khí CO2 O2 qua màng MAP tăng tăng tốc độ chuyển động nhiệt phân tử khí, đồng thời nhiệt độ tăng làm tăng dao động phân tử etylen mạch đại phân tử, phân tử O2 CO2 lọt qua dễ KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, thu đƣợc số kết nhƣ sau: - Đã nghiên cứu chế tạo màng bao gói khí biến đổi (MAP) sở LDPE chất phụ gia zeolit hoạt hoá phƣơng pháp đùn thổi Nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ đến chiều dày màng - Đã xác định nghiên cứu ảnh hƣởng phụ gia zeolit hoạt hoá đến số tính chất màng MAP nhƣ: nghiên cứu tƣơng tác phụ gia với polyme phổ hồng ngoại, tính chất lý (độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt), độ bền nhiệt, hình thái học bề mặt độ thấm khí O2 CO2 Những kết thu đƣợc luận văn cho thấy việc chế tạo thành cơng màng bao gói khí biến đổi (MAP) để bảo quản hƣớng nghiên cứu có triển vọng góp phần giảm tỷ lệ hƣ hỏng, kéo dài thời gian bảo quản, nâng cao chất lƣợng sức cạnh tranh sản phẩm rau Việt Nam thị trƣờng giới, góp phần thực thành cơng q trình cơng nghiệp hố nơng thơn bối cảnh Việt Nam vừa gia nhập tổ chức thƣơng mại giới TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1]Hiệp hội nhựa Tp Hồ Chí Minh (1999), “Kỹ thuật viên ngành nhựa- Nhà quản lý” [2]http://www.h2vn.com/community/index.php [3]http://www.khoahocphattrien.com.vn/news 26/3/2007 [4]http://www.rauhoaquavn.vn/ [5]Cao Văn Hùng cộng (2006), “Nghiên cứu độ thấm khí O2 CO2 số màng plastic sử dụng cơng nghệ bao gói khí điều biến (MAP) bảo quản rau quả”, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển nông thôn, số 21, tr 59-66 [6]Nguyễn Văn Phi, Phạm Đình Thanh (1977), "Nhựa cánh kiến đỏ (kỹ thuật chế biến sử dụng)", NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [7]Hà Văn Thuyết, Trần Quang Bình (2000), “Bảo quản rau tƣơi bán chế phẩm”, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh [8]Bai J et al (2002), “Alternatives to shellac coatings provide comparable gloss, internal gas modification, and quality for „Delicious‟ apple fruit”, HortScience, Vol 37, p 559-563 [9]Bai J et al (2003), “Coating selection for „Delicious‟ and other apples”, Postharvest Biology and Technology, Vol 28, p 381-390 [10] Baldwin E A., Nisperos M O (1996), Chen X., Hagenmaier R D., “Improving storage life of cut apple and potato with edible coating”, Postharvest Biology and Technology, Vol 9(2), p 151-163 [11] Barron C., Varoquaux P., Guilbert S., Gontard N and Gouble B (2002), "Modified atmosphere packaging of cultivated mushroom (Agaricus bisporus L.) with hydrophilic films", J Food Sci., Vol 67(1), p 251-255 [12] Baskaran R., Puyed S and Habibunnisa (2002), "Effect of modified atmosphere packaging and waxing on the storage behavior of avocado fruits (Persea americana Mill)", J Food Sci Technol., Vol 39(3), p 284-287 [13] Beliveau (1993), “Perforated plastic bag for packaging fruits or vegetables”, US Patent 5.226.735 [14] Bhushan S., Tripathi S N and Thakur N K (2002), "Effect of different modified atmosphere packaging on the quality of kiwifruit stored at room temperature", J Food Sci Technol., Vol 39(3), p 279-283 [15] Cammiss M A and Russo G (1993), "Activated earth polyethylene film", US Patent 5.221.571 [16] Cisnero-Zevallos L et al (2003), “Dependence of coating thickness on viscosity of coating solution applied to fruits and vegetables by dipping method”, J Food Sci., Vol 68, p 503-510 [17] Da-Mota W F et al (2003), “Waxes and plastic film in relation to the shelf life of yellow passion fruit”, Sci Agric., Vol 60, p 51-57 [18] Dirim S N., Esin A., Bayindirli A (2003), "A new protective polyethylene based film containing zeolites for the packaging of fruits and vegetables: films preparation", Turkish J Eng Env Sci., Vol 27, p 1-9 [19] Fallika E et al, “External, internal and sensory traits in Galia-type melon treated with different waxes”, Postharvest Biology and Technology, Vol 36, p 69-75 [20] Farber J N., Harris L J., Parish M E., Beuchat L R., Suslow T V., Gorney J R., Garrett E H., Busta F F (2003), “Microbiological Safety of Controlled and Modified Atmosphere Packaging of Fresh and Fresh-cut produce”, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Vol 2, p.142-160 [21] Fornes F et al (2005), “Low concentration of chitosan coating reduce water spot incidence and delay peel pigmentation of clementine mandarin fruit”, J Sci Food Agric., Vol 85, p 1105-1112 [22] Gennadiois A., Hanna M A., Kurth B (1997), “Application of edible coatings on meats, poultry and seafood: a review”, Lebens Wissen Technol, Vol 30, p 337-350 [23] Hagenmaier R D., "Edible coating inhibits postharvest produce decay", http://www.thefreelibrary.com/ [24] Hagenmaier R D et al (2000), "Edible food coatings containing polyvinyl acetate", US Patent 6.162.475 [25] Hoa T T et al (2002), “Effect of different coating treatments on the quality of mango fruit”, J Food Qual., Vol 25, p 471-468 [26] Lee D S., Haggar P E and Yam K L (1992), “Application of ceramicfilled polymeric films for packaging fresh produce”, Packaging Technology and Science, Vol 5, p 27-30 [27] Lin D and Zhao Y (2007), “Innovations in the development and application of edible coatings for fresh and minimally processed fruits and vegetables”, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Vol 6, p 60-72 [28] Maftoonazad N and Ramaswamy H S (2005), “Postharvest shelf-life extension of avocados using methyl cellulose- based coating”, Lebens Wissen Technol, Vol 38, p 617-624 [29] Moldao-Martins M et al (2003) “The effects of edible coatings on postharvest quality of the „Bravo de Esmolfe‟ apple”, Eur Food Res Technol., Vol 217, p 325-328 [30] Morillon V et al (2002), “Factors affecting the moisture permeability of lipid based edible films: a review”, Crit Rev Food Sci Nutr., Vol 42, p 6789 [31] O'Beirne D (1990), "Chilling combined with modified atmosphere packaging", Oxford Elsevier Sci Publ, p 3190-3203 [32] Oms-Oliu G., Raybaudi- Massilia Martinez R M., Soliva- Fortuny R., Martin- Belloso O (2007), "Effect of superatmosphere and low oxygen modified atmosphere on shelf- life extension of fresh-cut melon", Food Control MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguyên nhân gây tổn thất hoa sau thu hoạch 1.2 Các phƣơng pháp bảo quản hoa tƣơi sau thu hoạch 1.2.1 Nhiệt độ thấp, độ ẩm tƣơng đối (RH) cao 1.2.2 Bảo quản hoá chất 1.2.3 Bảo quản mơi trƣờng khí điều khiển CA (Controlled Atmosphere) 1.2.4 Bảo quản mơi trƣờng khí biến đổi MA (Modified Atmosphere) 1.3 Bảo quản khí biến đổi (MA) 1.3.1 Bảo quản lớp phủ ăn đƣợc 1.3.2 Bảo quản màng bao gói khí biến đổi MAP (Modified Atmosphere Packaging) 1.4 Chế tạo màng bao gói khí biến đổi 1.4.1 Công nghệ chế tạo màng 1.4.2 Một số phƣơng pháp điều chỉnh độ thấm khí qua màng MAP 11 1.4.2.1 Điều chỉnh độ dày màng 11 1.4.2.2 Phƣơng pháp đục lỗ 12 1.4.2.3 Phƣơng pháp đƣa thêm phụ gia vào màng 12 1.4.3 Vật liệu để chế tạo màng MAP 15 1.4.3.1 Polyetylen 16 1.4.3.2 gia sử dụng trình tạo màng MAP 19 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 22 2.1 Hoá chất, dụng cụ thiết bị .22 2.1.1 Hoá chất: 22 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 22 2.1.3 Sơ đồ nguyên lý thiết bị thổi màng 23 2.2 Phƣơng pháp tiến hành 23 2.2.1 Chế tạo màng bao gói khí biến đổi (MAP) 23 2.2.1.1 Hoạt hố bề mặt zeolit xác định tính chất zeolit hoạt hố 23 2.2.1.2 Q trình thổi màng .24 2.2.2 Nghiên cứu tính chất lý hoá của màng MAP sở LDPE/zeolit hoạt hoá 25 2.2.3 Xác định độ thấm khí CO2 O2 màng MAP 25 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .27 3.1 Một số tính chất zeolit hoạt hoá 27 3.2 Ảnh hƣởng thông số công nghệ đến chiều dày màng 27 3.3 Nghiên cứu tính chất của màng MAP sở LDPE/zeolit hoạt hoá 29 3.3.1 Tƣơng tác phụ gia zeolit hoạt hoá LDPE .29 3.3.2 Tính chất lý màng MAP 31 3.3.3 Hình thái học bề mặt màng MAP 32 3.3.4 Độ bền nhiệt màng MAP 36 3.4 Xác định độ thấm khí O2 CO2 màng MAP .37 KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 ... tế ngƣời nông dân Chính luận văn tơi chọn đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu bảo quản dạng bao gói khí biến đổi (MAP) từ nhựa LDPE phụ gia zeolit ” CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguyên nhân gây tổn... gói khí biến đổi bảo quản mơi trƣờng khí điều khiển Tuy nhiên, nghiên cứu phòng thí nghiệm chƣa ứng dụng nhiều thực tế 1.4 Chế tạo màng bao gói khí biến đổi 1.4.1 Cơng nghệ chế tạo màng Màng bao. .. màng bao gói Thậm chí hoa đƣợc đựng container lớn đƣợc lót vật liệu tổng hợp có tính thẩm thấu chọn lọc loại khí 1.3 Bảo quản khí biến đổi (MA) Bảo quản khí biến đổi đƣợc định nghĩa bao bọc sản