Thực trạng và xu hướng công nghệ sau thu hoạch đối với táo
Quả táo là một trong những loại cây ăn quả quan trọng về mặt kinh tế, văn hóa và có nhiều lợi ích liên quan đến sức khỏe. Táo có thể được trồng ở nhiều môi trường khác nhau trên thế giới, từ những quốc gia có khí hậu ôn đới tới các nước cận nhiệt đới và nhiệt đới. Theo FAO (2020), tổng sản lượng táo trên thế giới xấp xỉ 76,4 triệu tấn, trong đó hơn 60% được sản xuất ở châu Á. Trung Quốc hiện sản xuất một nửa sản lượng táo trên thế giới (khoảng 37 triệu tấn), tiếp theo là Mỹ, Thổ Nhĩ Kỳ, Ba Lan, Ấn Độ, Ý, Iran, Chile, Nga và Pháp.
Quả táo được thu hoạch quanh năm, trong đó thời gian thu hoạch tối đa là từ đầu tháng 8 đến giữa tháng 10. Vì vậy, số lượng lớn quả táo được lưu trữ trong một thời gian dài trước khi đưa ra thị trường. Trong giai đoạn này, táo có thể phải chịu nhiều tổn thương như tổn thương cơ học, rối loạn sinh lý và tổn thương sinh học; tất cả các tổn thương này đều làm giảm chất lượng táo trong quá trình bảo quản.
Các nghiên cứu gần đây cho thấy, tiêu thụ táo và các sản phẩm táo có thể có tác động tích cực đến nguy cơ ung thư, bệnh tim mạch, hen suyễn và bệnh Alzheimer… do có chứa một số chất có lợi cho sức khỏe như acid hữu cơ, đường rượu, chất xơ hòa tan, hợp chất phenolic và các phytochemical khác; trong đó các polyphenol có vai trò quan trọng hơn cả, thường gặp trong táo như acid hydroxycinnamic (acid chlorogenic và acid neo-chlorogenic), các flavanol (catechin, epicatechin và procyanidin), các flavonol (quercetin glycoside) và dihydrochalcone (phloridzin). Mặc khác, các polyphenol này cũng là nguyên nhân gây hiện tượng nâu hóa trên bề mặt táo cắt tươi do bị oxy hóa khi có mặt enzyme polyphenol oxidase và oxy không khí, tạo thành các ortho-quinone kết hợp lại với nhau tạo thành sắc tố nâu melanin, làm giảm chất lượng táo cắt tươi.
Xu hướng công nghệ áp dụng đối với quả táo hiện nay là táo được tiêu thụ ở dạng táo tươi hoặc sau khi bảo quản hoặc được chế biến thành các sản phẩm khác như nước ép táo, nước sốt, giấm và rượu táo. Riêng ngành công nghiệp đồ tươi đang không ngừng phát triển, doanh số bán hàng đã tăng ngoạn mục trong thập kỷ qua ở châu Âu và Hoa Kỳ, chủ yếu là do những thay đổi trong thói quen tiêu dùng, cùng sự tiện lợi của đồ ăn sẵn. Tuy nhiên, vấn đề nâu hóa bề mặt táo cắt tươi là vấn đề cần có giải pháp để cải thiện chất lượng của dòng sản phẩm này.
Cải thiện chất lượng táo cắt tươi bằng cách phủ màng alginate có bổ sung cao chiết rong nâu Sargassum polycystum
Khái niệm về lớp phủ trái cây có từ thế kỷ XII ở Trung Quốc, cam và chanh được dùng sáp để giảm mất độ ẩm và cải thiện vẻ ngoài của quả. Tuy nhiên, đến năm 1922, việc áp dụng thương mại sáp để giảm tổn thất sau thu hoạch trên trái cây và rau quả mới bắt đầu. Mặc dù vậy, những loại sáp này đã được dán nhãn là có hại cho người tiêu dùng.
Trong hai thập kỷ qua, đã có những nghiên cứu trên thế giới tập trung vào ứng dụng lớp phủ trái cây. Lớp phủ này được làm bằng vật liệu thực phẩm; chức năng của chúng làm giảm tổn thất chất lượng trái cây bằng cách tạo ra một hàng rào bảo vệ bán thấm xung quanh bề mặt trái cây. Qua đó, lớp phủ có thể kéo dài thời hạn sử dụng trái cây sau thu hoạch bằng cách làm chậm quá trình chín, trì hoãn các thay đổi lý hóa và ngăn ngừa sự phát triển của các rối loạn sinh lý.
Nhóm nghiên cứu nhận thấy, các chất chống oxy hóa như acid ascorbic, acid citric và α-tocopherol có thể được thêm vào các chất nền phủ để ngăn chặn quá trình oxy hóa, ôi hóa, phân hủy và đổi màu. Việc kết hợp các chất chống oxy hóa phổ biến trong lớp phủ làm cho các sản phẩm trái cây tươi lâu. Từ đó, nhóm nghiên cứu đã tiến hành, sử dụng vật liệu tạo màng là alginate, glycerol và cao chiết từ rong nâu Sargassum polycystum (là nguồn nguyên liệu chứa nhiều các thành phần kháng oxy hoá quan trọng như carotenoid, polyphenol, sulphate polysaccharide…), nhằm hướng đến việc sử dụng các chất kháng oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên thay thế cho phụ gia kháng oxy hóa trong bảo quản thực phẩm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, tác dụng của màng phủ alginate-glycerol-cao chiết rong nâu Sargassum polycystum đã tạo ra màng A-G-S (alginate-glycerol- Sargassum polycystum).
Hình 1. Sự thay đổi các chỉ tiêu hóa lý, độ chấp nhận thương mại của táo phủ màng A-G, A-G-As và A-G-S so với đối chứng.
Qua hình 1, màng A-G-S có nồng độ alginate 1,0% (w/v), tỷ lệ glycerol 20% (v/v) và nồng độ cao chiết rong nâu Sargassum polycystum bổ sung là 2,0% (w/v) có tác dụng làm giảm tỷ lệ hao hụt khối lượng (WL) xuống 5,44% so với đối chứng, 0,23% so với màng A-G và cao hơn 1,5% so với màng A-G-As cho thấy lớp phủ có bổ sung chất kháng oxy hóa (vitamin C và cao chiết rong nâu), hiệu quả hơn so với các màng còn lại. Tỷ lệ tổng chất rắn hòa tan/acid tổng (TSS/TA - thể hiện giá trị độ chín của quả) cho thấy, giá trị này của táo phủ màng A-G-S giảm xuống 1,94 so với đối chứng, thể hiện vai trò của màng làm chậm quá trình chín của quả. Hàm lượng polyphenol tổng (TPC) của táo phủ màng A-G-S giữ lại được 40,30% so với đối chứng, trong khi đó, so với táo phủ màng A-G chỉ giữ lại 12,70%. Hàm lượng polyphenol giữ lại được thể hiện hiệu quả của màng có bổ sung chất kháng oxy hóa trong việc ngăn phản ứng hóa nâu bề mặt của táo cắt, chỉ tiêu này là giá trị quan trọng để đánh giá hiệu quả của chất kháng oxy hóa bổ sung vào dung dịch tạo màng. Với kết quả trên cho thấy, hiệu quả của chất kháng oxy hóa và khả năng thay thế chất kháng oxy hóa tổng hợp (vitamin C) bằng chất kháng oxy hóa tự nhiên (cao chiết rong Sargassum polycystum) có trong mang A-G-S. Độ chấp nhận thương mại (CAR) là giá trị tỷ lệ sản phẩm được người tiêu dùng chấp nhận, giá trị này của táo phủ màng A-G-S cao hơn 38,34% so với đối chứng, 31,44% so với táo phủ màng A-G, điều này thể hiện được hiệu quả kinh tế của sản phẩm.
Độ dày, cấu trúc bề mặt và độ dàn hồi của màng A-G-S thể hiện qua các hình chụp 2 và 3.
Hình 2. Ảnh chụp SEM cho kết quả độ dày và bề mặt màng A-G-S.
Hình 3. Ảnh chụp vết rạch màng A-G-S.
Qua hình 2, độ dày màng A-G-S là 7,04 mm; bề mặt gồ ghề do sự bay hơi nước nơi tiếp xúc không khí nhưng khá đồng nhất, không bị co rúm. Hình chụp vết rạch (hình 3) cho thấy, màng không bị rách, chỉ giãn ra và bong lên khỏi bề mặt điều này thể hiện được độ bám dính, đàn hồi, dai, dẻo của màng. Giá trị tốc độ truyền hơi nước (WVTR) của màng A-G-S là 5,31.10-4 g/mm2 chậm hơn so với đối chứng là 6,12.10-4 g/mm2, cho thấy tác dụng của màng làm cản sự mất nước của mẫu nghiên cứu.
Có thể thấy, kết quả nghiên cứu của đề tài đã mang lại nhiều ý nghĩa quan trọng:
Thứ nhất, nhóm nghiên cứu đã đề xuất được quy trình tạo lớp màng phủ A-G-S lên miếng táo cắt và chứng minh được hiệu quả của lớp phủ ăn được này trong việc cải thiện chất lượng và thời hạn sử dụng của táo cắt tươi.
Thứ hai, chứng minh được tác dụng của cao chiết rong nâu Sargassum polycystum trong việc làm giảm hiện tượng hóa nâu bề mặt, cải thiện giá trị cảm quan sản phẩm, đồng thời giảm được hàm lượng polyphenol bị mất đi do quá trình oxy hóa, mở ra hướng ứng dụng chất kháng oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên trong bảo quản thực phẩm nhằm thay thế phụ gia kháng oxy hóa tổng hợp.
Thứ ba, kết quả nghiên cứu đã góp phần giải quyết vấn đề bảo quản sau thu hoạch của táo nói riêng và rau quả nói chung nhằm mang lại hiệu quả kinh tế; đồng thời góp phần phát triển dòng sản phẩm tiện lợi phù hợp với xã hội công nghiệp hóa hiện nay.