Để quản lý và kiểm soát vi sinh vật trên quả, đang sử dụng các hóa chất có tính khử trùng như chlorine, ozone, benzoat natri, Benomyl, các acid hữu cơ như PAA, acid citric, acid ascorbic, các phụ gia thực phẩm như muối NaCl, NaHCO3. Bên cạnh đó người ta còn sử dụng các biện pháp khác như sử dụng nhiệt, chiếu xạ, sử dụng nước điện giải (electrolyzed water).
Việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp tùy thuộc vào điều kiện cũng như yêu cầu của các nước trên thế giới. Tuy nhiên, khi sử dụng các hóa chất cần lưu ý đến dư lượng còn tồn đọng trên quả, sử dụng các hóa chất nằm trong danh mục cho phép, đúng liều lượng và đúng cách để đảm bảo an toàn sức khỏe cho người tiêu dùng.
1. Chlorine
a. Sơ lược về Chlorine
Chlorine là một chất hóa học có tính oxy hóa và tính khử trùng cực mạnh, được sử dụng để kiểm soát các bệnh do vi khuẩn và nấm gây ra sau thu hoạch và được sử dụng phổ biến hiện nay trong nhiều lĩnh vực như thủy sản, chăn nuôi, trồng trọt và chế biến… Với các ưu điểm là rẻ tiền, có khả năng khử trùng cao, hiệu quả, có tác dụng kéo dài và được sử dụng ở các nước nhập khẩu. Do đặc tính không lưu dẫn, chlorine không để lại hay để lại rất ít dư lượng trên bề mặt vỏ trái cây có múi. Tuy nhiên, chlorine có khả năng kết hợp với các hợp chất hữu cơ tạo nên các sản phẩm phụ gốc halogen có khả năng gây đột biến hoặc ung thư như trihalomethane, haloacetic acid, có mùi cay khó chịu.
Khi hòa tan khí Cl2 vào nước sẽ bị thủy phân tạo thành acid hypochlorous (HOCl), ion H+, ion Cl–
Khi hòa tan chlorine dưới dạng muối (Sodium hypochloride (NaOCl)) và canxi hypochloride (Ca(OCl)2) vào nước sẽ bị thủy phân tạo ra acid hypochlorous và natri hydroxide và canxi hydroxit.
Vì vậy, Chlorine dù ở dạng khí hay dạng muối khi cho vào nước đều tạo ra acid hypochlorous, đây là một dạng chlorine tự do có tính kháng khuẩn tốt trên trái cây và rau quả nói chung (Sapers, 2003).
b. Cơ chế tiêu diệt vi sinh vật của Chlorine
Khi acid hypochlorous phân ly trong nước sẽ tạo thành ion H+ và ion hypochloric OCl–
Cả 2 dạng HOCl và OCl– là đều có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật. Nó tác dụng trực tiếp lên tế bào vi sinh vật bằng cách xâm nhập vào tế bào và gây rối loạn các tiến trình trao đổi chất như tổng hợp protein, DNA… của vi sinh vật gây hại và vi sinh vật bị tiêu diệt (Buck, 2006, trích dẫn bởi Trương Thị Hồng Thắm, 2006)
Tuy nhiên pH của dung dịch lại ảnh hưởng đến khả năng phân ly và dạng tồn tại của dạng Clo tự do hiện diện trong dung dịch nước.
Hình: Sự phân li chlorine phụ thuộc vào pH
(Nguồn: Kettle et al., 2014)
Theo Hình 2.7, ở pH cao (pH>8), hoạt tính của acid HOCI sẽ bị kiềm hãm, chlorine tồn tại chủ yếu dưới dạng ion OCI-, đây là ion có hoạt tính diệt vi sinh vật gây hại kém. Ở pH thấp (pH<3) Chlorine tự do tồn tại ở dạng Cl2, vẫn có tính sát khuẩn nhưng thiết bị có thể bị ăn mòn. Nhìn chung, để đảm bảo an toàn và có hiệu quả trong việc sát khuẩn, pH của dung dịch chlorine được khuyến cáo sử dụng là pH = 6,5-7.
2. Sodium bicarbonate
Sodium bicarbonate hay còn được gọi là baking soda, là chất rắn màu trắng, có công thức phân tử là NaHCO3. Sodium bicarbonatelà muối axit nhưng thể hiện tính axit yếu.
Độc tính đối với Penicillium digitatum và việc sử dụng thực tế của muối sodium bicacbonat để kiểm soát nấm mốc xanh đã được xác định. Nồng độ liều hiệu quả (ED50) để ức chế sự nảy mầm của bào tử P. digitatum của natri bicacbonat là 14,1mM (Smilanick et al., 1999).
3. Acid citric
Acid citric là tinh thể màu trắng. Trong công nghệ hoá học, nó là chất quan trọng trong chu trình acid và vì vậy xảy ra sự chuyển hoá của hầu hết tất cả những sự sống. Acid citric được tìm thấy trong hầu hết các loại rau quả và được tìm thấy nhiều nhất trong các loài cây thuộc họ Citrus. Các loài cây trồng trong các điều kiện môi trường khác nhau sẽ có hàm lượng acid citric khác nhau. Acid citric là một loại acid hữu cơ yếu được thêm vào sản phẩm để tạo vị chua trong công nghiệp thực phẩm. Acid citric là một chất bảo quản có nguồn gốc tự nhiên và an toàn đối với sức khỏe. Nó còn dùng để điều chỉnh pH của sản phẩm.
Trong các quá trình tiền xử lý bằng hoá chất thì acid citric có ảnh hưởng đối với nguyên liệu rau củ, vừa cải thiện được màu sắc vừa cải thiện được cấu trúc của tế bào rau củ. Theo Tống Thị Ánh Ngọc và ctv., (2010) khi nghiên cứu đánh giá hiệu quả của quá trình rửa có kết hợp với các tác nhân sát trùng đến sự giảm mật số vi sinh vật và chất lượng của rau má cho kết quả rằng khi sử dụng nồng độ acid citric 1% có tác dụng tốt đến sự giảm mật số vi sinh vật tổng số (2,77 đơn vị log) và mật số Coliforms (2,01 đơn vị log) và giá trị cảm quan của rau má sau khi rửa vẫn duy trì.
4. Calcium chloride
Calcium chloride hay còn được gọi là canxi clorua, có công thức phân tử là CaCl2, thường được sử dụng như một tác nhân tạo sự cứng chắc cho rau, quả. Hàm lượng calcium trong trái cũng có liên quan đến phẩm chất của trái trong quá trình tồn trữ.
Calcium có vai trò củng cố làm cho vách tế bào cứng chắc (Lara et al., 2004) từ đó làm chậm quá trình mềm khi chín. Ion Ca2+có vai trò kết nối hai pectic liền kề bởi nhóm carboxyl tự do của các pectic acid để tạo thành các pectate ở phiến giữa của vách tế bào. Theo Luna-Guzmán & Barrett (2000) muối calcium tác động lên mô tế bào làm tăng lực cứng của tế bào.
5. Natri clorua
Muối NaCl là một loại hóa chất có tác dụng ức chế vi sinh vật. Dưới tác dụng của dung dịch muối làm cho thành tế bào vi sinh vật co lại tạo nên hiện tượng có nguyên sinh ngăn cản trao đổi chất của tế bào vi sinh vật. Hiện tượng co nguyên sinh lâu dẫn đến sự phá hủy tế bào. Theo nhiều nghiên cứu cho thấy ở nồng độ muối 6% thì có thể ức chế hầu hết các vi sinh vật.
Hoạt tính của NaCl chống vi sinh vật liên quan đến sự làm giảm hoạt tính của nước, aw và làm tăng điều kiện thích hợp với vi sinh vật. Khi nồng độ muối cao sẽ làm hiện tượng shock thẩm thấu, khi đó lượng nước trong tế bào ra ngoài và các chất hòa tan sẽ xâm nhập vào trong tế bào làm cho tế bào bị chết (Sperber, 1983).
Khả năng ức chế vi sinh vật của NaCl phụ thuộc vào một loạt các yếu tố khác nhau như pH, nhiệt độ, nồng độ muối, loại và số lượng vi sinh vật ở dạng thực phẩm, các loại muối khác nhau và thời gian bảo quản khác nhau.
Muối được dùng rộng rãi trong chế biến và bảo quản thực phẩm do một số đặc tính như: Muối có tính sát khuẩn, không tiêu diệt được tất cả vi sinh vật, nhưng ở nồng độ 3,5- 4,5 thì muối khoáng làm tăng sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh; Do có muối nên oxy ít hòa tan vào môi trường ướp muối và các vi sinh vật hiếu khí không có điều kiện để sinh sống; Do ion Clo kết hợp với protein ở dây nối peptit khến các men phân hủy chất đạm của vi sinh vật không còn khả năng phá vỡ các phân tử protid để lấy chất dinh dưỡng tự nuôi sự sống và phát triển.
6. Phương pháp xử lý nhiệt bằng nước nóng
Khi người tiêu dùng ngày càng thận trọng đối với việc sử dụng các chất hóa học vào trong việc bảo quản thực phẩm, việc sử dụng các phương pháp vật lý ngày càng được quan tâm và ứng dụng. Phương pháp xử lý nhiệt bằng nước nóng (Water Heat Treatment) là một trong những phương pháp quản lý tiêu diệt vi sinh vật gây hại sau thu hoạch đang được ưa chuộng trên thế giới mà không cần dùng đến hóa chất, không gây ra tổn hại ảnh hưởng đến độ tươi ngon của trái cây. Nước nóng hoặc không khí nóng có thể được sử dụng để kiểm soát côn trùng, vi sinh vật gây hại. Tuy nhiên, việc sử dụng không khí nóng cần các thiết bị phức tạp, tốn nhiều thời gian nên biện pháp nhúng vào nước nóng trở nên ưu việt hơn.
Các phương pháp xử lý nhiệt trước bao gói (ở 38-46ºC trong vòng 12 giờ đến 4 ngày) có thể ức chế ngược lại quá trình chín của trái cây, làm giảm các rối loạn và tăng cường khả năng chống nhiễm các mầm bệnh do vi sinh vật gây ra (Klein & Lurie, 1991). Theo Fallik (2004), nhiệt độ của nước nóng thường được áp dụng trong quá trình xử lý nằm trong khoảng 43-53ºC và thời gian từ vài phút đến 2 giờ. Nhiệt độ và thời gian xử lý phụ thuộc vào giống, độ chín thuần thục của trái, kích thước và các điều kiện trong quá trình phát triển.
Ưu điểm của phương pháp xử lý nhiệt bằng nước nóng là giữ được chất lượng, màu sắc và hương vị của trái cây, rau củ và không làm biến đổi tính chất thịt quả; kéo dài thời gian bảo quản trái cây, rau củ; không sử dụng hóa chất để khử trùng, an toàn cho người sử dụng.Tuy nhiên nếu xử lý ở nhiệt độ không thích hợp có thể gây ra các tổn thương như giảm trọng lượng, gia tăng phát triển màu sắc, tổn thương vỏ quả (biến nâu), lõm, hóa vàng các loại rau xanh, tổn thương mô do nhiệt cũng sẽ dẫn đến tăng sự phát triển của việc thối rửa, trái cây có thể bị mềm ở một số chỗ.
Phương pháp xử lý bằng nước nóng được nhiều nước áp dụng để kiểm soát nấm bệnh và côn trùng. Nhiệt độ cao có giới hạn có hiệu quả trong việc kiểm soát nấm bệnh do các bào tử nấm và sự nhiễm trùng thường nằm trên bề mặt hoặc ở các lớp ngoài dưới lớp biểu bì của các loại rau trái (Jiang et al., 2002).
Tài liệu tham khảo
Fallik, E. (2004). Prestorage hot water treatments (immersion, rinsing and brushing). Postharvest Biology and Technology, 32(2), 125–134. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2003.10.005
Kettle, A. J., Albrett, A. M., Chapman, A. L., Dickerhof, N., Forbes, L. V., Khalilova, I., & Turner, R. (2014). Measuring chlorine bleach in biology and medicine. Biochimica et Biophysica Acta – General Subjects, 1840(2), 781–793. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2013.07.004
Klein, J. D., & Lurie, S. (1991). Postharvest heat treatment and fruit quality. Postharvest News and Information, 2(1), 15–19.
Jiang, Y., Zhang, Z., Joyce, D. C., & Ketsa, S. (2002). Postharvest biology and handling of longan fruit (Dimocarpus longan Lour.). Postharvest Biology and Technology, 26(3), 241–252. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(02)00047-9
Lara, I., Garc, P., & Vendrell, M. (2004). Modifications in cell wall composition after cold storage of calcium-treated strawberry ( Fragaria × ananassa Duch .) fruit. 34, 331–339. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2004.05.018
Luna-Guzmán, I., & Barrett, D. M. (2000). Comparison of calcium chloride and calcium lactate effectiveness in maintaining shelf stability and quality of fresh-cut cantaloupes. Postharvest Biology and Technology, 19(1), 61–72. https://doi.org/10.1016/S0925-5214(00)00079-X
Ngọc, T. T. Á., Sương, N. T. H., & Hà, N. C. (2010). Ảnh hưởng của tác nhân sát trùng đến sự giảm mật số vi sinh vật trên rau má. 83–91.
Sapers, G. M. (2003). Washing and sanitizing materials for minimally processing fruits and vegetables. In Microbial Safety of Minimally Processed Foods (pp. 221–253). CRC press.
Smilanick, Joseph L., Margosan, D. A., Mlikota, F., Usall, J., & Michael, I. F. (1999). Control of citrus green mold by carbonate and bicarbonate salts and the influence of commercial postharvest practices on their efficacy. Plant Disease, 83(2), 139–145. https://doi.org/10.1094/PDIS.1999.83.2.139
Sperber, W.H., 1983. “Influence of Water Activity on Foodborne Bacteria-A Review 1” Copyrighto. International Association of Milk. Food. Vol. 46.
Trương Thị Hồng, T. (2006). Sử dụng Chlorine và tinh dầu trong diệt trừ các loại nấm gây hại trên trái cam Sành, quýt Đường và bưởi Năm Roi sau thu hoạch (pp. 11–45). Luận văn tốt nghiệp Cao học ngành Trồng trọt, Đại học Cần Thơ.
Đăng ngày: 19/06/2023