Việc hiểu rõ tác động của các yếu tố vật lý môi trường đến bảo quản nông sản sẽ giúp áp dụng các biện pháp phòng ngừa và bảo quản hiệu quả, góp phần giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch và nâng cao chất lượng nông sản.
Nhiệt độ
Khái niệm
Nhiệt độ là một khái niệm để biểu thị mức độ nóng hoặc lạnh của một vật thể hoặc môi trường. Nó được đo bằng nhiệt kế hoặc nhiệt ký. Trong ngày, nhiệt độ thường thấp nhất vào khoảng 3 giờ sáng và cao nhất vào khoảng 13 giờ chiều.
Nhiệt độ điểm sương là nhiệt độ mà tại đó hơi nước trong không khí đạt đến độ bão hòa và hình thành sương. Nhiệt độ này phụ thuộc vào độ ẩm không khí: độ ẩm càng cao thì nhiệt độ điểm sương càng cao.
Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đến nông sản
Nhiệt Độ và Nông Sản:
- Nhiệt độ không khí ảnh hưởng đến nhiệt độ của nông sản và có thể thay đổi tùy theo khả năng cách nhiệt của kho chứa và bao bì.
- Các sản phẩm nằm ở rìa khối nông sản chịu ảnh hưởng nhiều nhất của nhiệt độ bên ngoài.
- Trong khối nông sản, nhiệt độ giữa khối thường cao hơn do nông sản dẫn nhiệt kém. Thời điểm chuyển mùa với sự thay đổi nhiệt độ nhanh có thể làm dịch chuyển độ ẩm trong khối hạt, dẫn đến tình trạng ẩm cục bộ tại một số vị trí.
Nhiệt Độ và Vi Sinh Vật:
Nhiệt độ cao (trên 30°C) có thể thúc đẩy hoạt động của enzym, côn trùng, và vi sinh vật, làm tăng khả năng sinh sôi của chúng. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá cao (trên 60°C), các enzym mất hoạt tính và một số dịch hại bị tiêu diệt.
Nhiệt độ tối ưu cho tồn trữ nông sản
Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ làm giảm cường độ trao đổi chất trong nông sản. Tuy nhiên, nhiệt độ quá thấp có thể gây đóng băng dịch bào, làm hư hỏng hoặc mất khả năng nảy mầm của nông sản. Để xác định nhiệt độ tối ưu, cần dựa vào các yếu tố sau:
- Nhiệt độ đóng băng của dịch bào: Chọn nhiệt độ tồn trữ cao hơn một chút so với nhiệt độ đóng băng (khoảng -2°C).
- Hoạt động sinh lý của nông sản: Chọn nhiệt độ không gây rối loạn sinh lý hay làm giảm khả năng chuyển hóa của nông sản, ví dụ, tồn trữ chuối ở trên 12°C hoặc khoai tây ở trên 5°C để tránh biến đổi tinh bột thành đường.
- Xuất xứ nông sản: Nông sản từ vùng ôn đới cần nhiệt độ tồn trữ thấp, trong khi nông sản nhiệt đới cần nhiệt độ cao hơn (ví dụ, mơ và táo cần 0-2°C, còn chuối cần trên 12°C).
- Nhiệt độ trong giai đoạn canh tác: Nông sản sinh trưởng ở nhiệt độ cao trên đồng ruộng cần nhiệt độ tồn trữ cao hơn khi lưu trữ.
- Thời gian tồn trữ: Nông sản cần nhiệt độ thấp hơn nếu thời gian lưu trữ kéo dài, ví dụ, vải thiều cần 3°C khi tồn trữ 30 ngày và 7°C khi lưu trữ 15 ngày.
Biện pháp hạn chế ảnh hưởng xấu của nhiệt độ
- Tránh thu hoạch nông sản vào lúc thời tiết nóng, nên thu hoạch vào buổi sáng hoặc chiều tối và làm mát ngay.
- Bao bì và kho chứa phải có khả năng cách nhiệt và chống ẩm tốt.
- Sử dụng phương pháp bảo quản kín và nhiệt độ tồn trữ thấp phù hợp với từng loại nông sản để bảo quản lâu hơn và giảm thiểu ảnh hưởng xấu của nhiệt độ.
- Sử dụng kho lạnh nông sản chuyên dụng để bảo quản trong thời gian dài.
Độ ẩm không khí
Khái niệm
Độ ẩm là một khái niệm biểu thị mức độ khô hay ướt của một vật thể hay một môi trường. Nó thường được tính bằng tỷ lệ phần trăm nước có trong vật thể hay môi trường.
- Độ ẩm thực tế của không khí: Lượng hơi nước (g) thực tế có trong 1m3 không khí. Nó phụ thuộc vào nhiệt độ không khí. Nhiệt độ tăng, độ ẩm thực tế giảm.
- Độ ẩm bão hoà của không khí: Lượng hơi nước (g) tối đa mà 1m3 không khí có thể chứa được. Khi lượng hơi nước trong không khí vượt quá lượng hơi nước bão hoà mà nó có thể chứa được, hơi nước sẽ ngưng tụ thành giọt. Điểm hơi nước ngưng tụ thành giọt được gọi là điểm sương, và nhiệt độ không khí lúc đó được gọi là nhiệt độ điểm sương. Nó cũng phụ thuộc vào nhiệt độ không khí. Nhiệt độ tăng, độ ẩm bão hoà tăng.
- Độ ẩm tương đối của không khí: Tỉ số phần trăm độ ẩm thực tế và độ ẩm bão hoà. Nó không phụ thuộc vào nhiệt độ không khí nữa và nó cho ta biết mức độ khô hay ướt của không khí.
- Thuỷ phần nông sản (%): Hàm lượng nước có trong nông sản, tính theo tỷ lệ %.
Thuỷ phân cân bằng của nông sản
Khi nông sản được đặt trong môi trường kín với một độ ẩm không khí nhất định, hàm lượng nước trong nông sản sẽ đạt đến mức cân bằng, nơi lượng nước hấp thu và giải phóng từ nông sản là bằng nhau. Độ ẩm này là thủy phần cân bằng của nông sản, và thường giữ ổn định trong điều kiện kín với độ ẩm khoảng 97%.
Thủy phần an toàn của nông sản
- Nông sản có hai loại nước: nước tự do và nước liên kết. Nước tự do tham gia vào các hoạt động sinh hóa của nông sản. Để ngăn ngừa hư hỏng, người ta giảm nước tự do thông qua sấy khô cho đến khi đạt thủy phần an toàn, tại đó hoạt động trao đổi chất là tối thiểu.
- Để bảo quản tốt, nông sản cần được đặt trong môi trường có độ ẩm không khí thấp hoặc được bao gói kín để tránh tái nhiễm ẩm.
Ngăn cản sự tái nhiễm ẩm
Do độ ẩm không khí ở Việt Nam cao, các sản phẩm khô dễ hút ẩm trở lại. Các biện pháp ngăn ngừa bao gồm:
- Thông gió tốt, đặc biệt trong điều kiện thời tiết nóng ẩm.
- Bao gói chống ẩm bằng vật liệu như kim loại hoặc màng chất dẻo.
- Sử dụng chất hút ẩm cho các nông sản đóng gói nhỏ.
Hạn chế đọng nước trên bể mặt nông sản tươi
Nông sản tươi dễ phát triển vi sinh vật nếu có đọng nước trên bề mặt. Để tránh hiện tượng này:
- Tránh đặt nông sản tươi trong môi trường quá ẩm (trên 95% với rau quả tươi).
- Làm ráo nước và nâng nhiệt độ nông sản lên gần nhiệt độ phòng trước khi bảo quản.
Sự thoát hơi nước từ nông sản
Khí quyển bảo quản
Thành phần khí quyển bảo quản
- Oxy (O2): Là yếu tố quan trọng trong hoạt động hô hấp của nông sản. Oxy giúp duy trì sự sống của nông sản, nhưng nếu giảm quá thấp, nó có thể làm giảm sức sống và làm mất mùi thơm tự nhiên của sản phẩm. Mức oxy lý tưởng trong khí quyển bảo quản là khoảng 5%.
- Cacbonic (CO2): CO2 tăng lên trong quá trình hô hấp của nông sản. Nồng độ CO2 lý tưởng trong khí quyển bảo quản là 3%, giúp giảm hoạt động hô hấp của nông sản, từ đó làm chậm quá trình chín và già hóa. Tuy nhiên, nếu CO2 quá cao, có thể gây ra các tác động xấu, làm giảm chất lượng sản phẩm.
- Nitơ (N2): N2 không có tác dụng xấu trong việc bảo quản nông sản và giúp duy trì độ ẩm của nông sản, đặc biệt là khi bảo quản hạt (thóc, gạo). Nồng độ nitơ cao (trên 75%) giúp bảo quản hạt hiệu quả.
Etylen
Etylen là một hormone thực vật quan trọng, đặc biệt trong quá trình chín và già hóa của nông sản. Etylen có thể:
- Kích thích quá trình chín của quả, già hóa rau và hoa, đồng thời kích thích sự rụng lá, cánh hoa.
- Gây hư hỏng nhanh chóng nông sản và làm tăng sự tấn công của vi sinh vật.
Các biện pháp hạn chế tác hại của etylen:
- Ức chế sự hình thành etylen bằng môi trường thiếu oxy hoặc sử dụng 1-MCP (1-methylcyclopropane).
- Phá hủy etylen bằng khí O3, để tạo ra CO2, H2O và O2.
- Hấp phụ etylen bằng thuốc tím bão hòa (chất oxy hóa mạnh).
- Thông gió cưỡng bức giúp xua đuổi etylen và nhiệt ẩm.
Các khí quyển bảo quản khác
- CO (Carbon Monoxide): CO được sinh ra từ các thiết bị bảo quản và có tác dụng bảo quản rau như rau diếp. CO giúp hạn chế sự mất màu xanh ở cuống lá và làm chậm sinh trưởng của nấm Botrytis, một loại nấm gây thối rau. Tuy nhiên, CO ở nồng độ cao có thể kích thích sản sinh etylen.
- Axetaldehyde và Ethanol: Cả hai đều có tác dụng kháng vi sinh vật, giúp bảo quản nông sản hiệu quả.
Phương pháp bảo quản khí quyển
- Khí quyển kiểm soát (CA): Quản lý các yếu tố khí trong môi trường bảo quản để điều chỉnh O2, CO2 và các chất khí khác, giúp kéo dài tuổi thọ của nông sản.
- Khí quyển cải biến (MA): Thay đổi nồng độ các chất khí trong không khí để làm chậm quá trình chín và bảo quản nông sản tốt hơn.
- Khí quyển cải biến nhờ bao gói (MAP): Sử dụng bao gói đặc biệt để điều chỉnh khí quyển bên trong bao bì, giúp bảo quản nông sản hiệu quả.
- Áp suất thấp và chân không: Áp dụng để duy trì điều kiện bảo quản ổn định cho sản phẩm, giảm tối đa quá trình mất nước và giảm sự phát triển của vi sinh vật.
Ánh sáng
Ánh sáng có những tác động khác nhau đến nông sản, đặc biệt là sau khi thu hoạch. Các tác động tiêu cực chính bao gồm:
- Tia UV: Làm phá hủy chất béo và vitamin trong nông sản, gây mất giá trị dinh dưỡng.
- Phai màu: Ánh sáng khiến nông sản nhạt màu, mất đi vẻ hấp dẫn bên ngoài.
- Thoát hơi nước: Ánh sáng kích thích mở khí khổng, tăng sự thoát hơi nước, dễ làm nông sản bị héo.
- Tích lũy Solanin: Trên củ khoai tây, ánh sáng làm tăng solanin, một chất độc gây nguy hiểm khi tiêu thụ. Để hạn chế, có thể bảo quản khoai tây trong môi trường CO₂ (15%) vài ngày trước khi đưa ra ngoài ánh sáng.
- Kích thích côn trùng: Ánh sáng tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của côn trùng, tăng nguy cơ xâm nhập và gây hại.
Tuy nhiên, ánh sáng tán xạ cũng có lợi trong một số trường hợp, chẳng hạn như giúp vỏ củ khoai tây giống mới thu hoạch dày lên, có màu xanh (do tích lũy solanin), giúp hạn chế sự tấn công của sâu bệnh.
Các yếu tố vật lý khác
- Gió: Gây héo rau quả, mang đến nông sản các mầm bệnh, tạp chất, và gây tổn thương bề mặt.
- Áp suất không khí: Ở mức thấp, áp suất làm giảm hoạt động trao đổi chất và sự phát triển của vi sinh vật, từ đó có lợi cho bảo quản.
- Các yếu tố khác như lượng mưa, bức xạ mặt trời cũng ảnh hưởng gián tiếp, làm thay đổi điều kiện bảo quản.
