Tối ưu hóa một số thông số công nghệ bảo quản quả thanh long bằng kĩ thuật bao gói khí điều biến

Tạp chí Khoa học và Công nghệ 54 (4A) (2016) 314-322 
TỐI ƢU HÓA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN QUẢ 
THANH LONG BẰNG KĨ THUẬT BAO GÓI KHÍ ĐIỀU BIẾN 
Phạm Anh Tuấn*, Vũ Thị Nga 
Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, 
Số 60 Trung Kính, Trung Hòa, Cầu Giấy, Hà Nội 
*
Email: phamtuanvcd@yahoo.com 
Đến Tòa soạn: 15/8/ 2016; Chấp nhận đăng: 7/10/2016 
TÓM TẮT 
Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định được vật liệu bao gói phù hợp và tối ưu hóa hai 
yếu tố thực nghiệm gồm tỉ lệ diện tích màng bao bì/khối lượng quả (cm2/g) và độ dày màng bao 
bì (mm) có ảnh hưởng đến điều kiện cân bằng nồng độ khí oxy (%) và nồng độ khí cacbonic (%) 
trong môi trường vi khí hậu của màng bao bì bảo quản quả thanh long. Kết quả thực nghiệm đã 
xác định được vật liệu màng bao gói LDPE có khả năng thẩm khí phù hợp cho bảo quản quả 
thanh long. Kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố gồm 9 thí nghiệm với khoảng khảo sát của 2 yếu tố 
thực nghiệm: tỉ lệ diện tích màng bao bì/khối lượng quả từ 1,80 - 2,20 cm2/g, độ dày màng bao 
bì LDPE từ 0,02 - 0,04 mm, nguyên liệu thanh long sau khi sơ chế, bao gói được tồn trữ ở nhiệt 
độ 4 ± 1 oC và độ ẩm 90 - 95 %. Kết quả tối ưu đã xác định được tỉ lệ diện tích màng bao bì 
/khối lượng quả thanh long là 1,96 cm2/g và độ dày màng bao bì LDPE dày 0,03 mm, tương ứng 
trạng thái cân bằng môi trường vi khí hậu ở nồng độ khí oxy 3,82 %, nồng độ khí cacbonic 5,84 
%. Chất lượng mẫu thanh long ở điều kiện tối ưu được đánh giá sau 20 ngày bảo quản với hàm 
lượng đường tổng số 7,98 %, hàm lượng vitamin C 7,5 mg/100 g, cảm quan 18,2 điểm. 
Từ khóa: quả thanh long, bao gói khí điều biến, nồng độ khí oxy, nồng độ khí cacbonnic. 
1. MỞ ĐẦU 
Thanh long (Hylocereus undatus) thuộc chi Hylocereus, ruột trắng có vỏ màu hồng hay đỏ, 
là loại cây được trồng phổ biến ở các nước khu vực Đông Nam Á như Việt Nam, Malaysia, Thái 
Lan, Philippines, Indonesia. Tại Việt Nam quả thanh long chủ yếu được tiêu thụ nội địa và xuất 
khẩu ở dạng quả tươi, thị trường xuất khẩu phần lớn là Trung Quốc. Ở điều kiện thường quả 
thanh long chỉ bảo quản được từ 3 - 5 ngày, tổn thất sau thu hoạch cao do tổn thương cơ học, mất 
nước, giảm giá trị cảm quan và dinh dưỡng trong quá trình vận chuyển tiêu thụ. 
Đặc tính của quả thanh long dễ bị tổn thương lạnh ở nhiệt độ thấp hơn từ 5 – 10 oC tùy 
thuộc vào giống và loài thanh long, điều kiện môi trường và độ chín thu hoạch. Thanh long là 
loại quả không có sự hô hấp đột biến, cường độ hô hấp của quả ở 20 oC khoảng từ 95 - 144 mg 
CO2/kg.h [1], ở 23 
oC khoảng 75 - 100 mg CO2/kg.h [2]. Bệnh sau thu hoạch thường gặp do các 
loài Fusarium lateritium, Aspergillus riger, và Aspergillus flavus [2]. Phương pháp bao gói khí 
điều biến (Modified atmosphere packaging - MAP) là một công nghệ tiên tiến với kĩ thuật sử 
Tối ưu hóa một số thông số công nghệ bảo quản quả thanh long bằng kĩ thuật bao gói. 
315 
dụng vật liệu bao gói dạng màng polymer thích hợp, có khả năng tạo ra được môi trường vi khí 
hậu với nồng độ khí oxy thấp và nồng độ khí cacbonic cao dựa trên nguyên tắc bán thấm khí của 
bao bì kết hợp với quá trình tự hô hấp của các loại rau quả tươi. Do đó làm giảm sự phát triển 
của vi sinh vật gây thối hỏng, ức chế quá trình hô hấp của rau quả có thể kéo dài thời gian bảo 
quản, mặt khác giảm khả năng sản sinh ethylen và những biến đổi sinh hóa, hóa học và hoạt tính 
của enzyme [3, 4]. 
Nghiên cứu này nhằm lựa chọn vật liệu bao bì thích hợp và tối ưu hóa một số thông số kĩ 
thuật bằng phương pháp bao gói MAP. Qúa trình nghiên cứu thực nhiệm đã kế thừa một số kết 
quả do chính nhóm tác giả thực hiện “Nghiên cứu cải tiến và hoàn thiện quy trình công nghệ, 
thiết kế, chế tạo và ứng dụng vào sản xuất hệ thống thiết bị rửa sạch, xử lí và bảo quản quả thanh 
long, qui mô 50 tấn/ngày” thuộc đề tài cấp Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2014 - 
2016): quy trình sơ chế và xử lí nguyên liệu thanh long, chế độ tối ưu bảo quản quả thanh long 
bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled Atmosphere - CA) với nồng độ khí oxy 3,77 %, 
nồng độ khí cacbonic 5,84 %. 
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Nguyên liệu 
 Nguyên liệu quả thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus) được trồng tại Tiền Giang, thu 
hoạch vào tháng 10/2014. 
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu quả tươi: theo TCVN 5120 - 90. 
2.2.2. Phương pháp sơ chế và xử lí nguyên liệu 
Thanh long sau thu hoạch được sơ chế và lựa chọn các quả có kích thước, ngoại hình đồng 
đều với trọng lượng khoảng 600 ± 10 g/quả. Thanh long được rửa sạch bằng nước, tiếp theo 
được xử lí bằng nhúng trong dung dịch axit citric 0,1 M (pH = 3,5) ở 52 oC trong thời gian 12 
phút, làm ráo tự nhiên chuẩn bị cho kế hoạch thực nghiệm. 
2.2.3. Phương pháp thực nghiệm 
a. Thực nghiệm lựa chọn vật liệu bao gói phù hợp cho bảo quản quả thanh long 
Tiến hành khảo sát với 5 loại bao bì gồm LDPE, HDPE, PP, PVC và MAP (sản xuất tại 
Viện Hóa học Việt Nam) với cùng độ dày 0,03 mm, kích thước bao bì 250 × 220 mm, mỗi thí 
nghiệm được tiến hành 12 quả, quy cách 1 quả thanh long/1 bao bì (Hình 1). Sau khi bao gói 
thanh long được đặt trong thùng carton, bảo quản ở nhiệt độ 4 ± 1oC và độ ẩm từ 90 – 95 %. 
Theo dõi và lấy mẫu phân tích trong thời gian bảo quản 20 ngày. Các chỉ tiêu đánh giá chất 
lượng gồm: Chất lượng cảm quan (điểm), hàm lượng đường tổng số (%), hàm lượng vitamin C 
(mg/100 g) với tần suất phân tích 5 ngày/lần, mỗi lần 3 quả/ thí nghiệm. Đồng thời cập nhật số 
liệu phân tích nồng độ khí O2 và CO2 bên trong bao bì với tần suất 1 ngày/lần. 
Kết quả xác định loại bao bì phù hợp trên cơ sở đánh giá chất lượng quả thanh long và khả 
năng cân bằng nồng độ khí oxy, khí cacbonic biến thiên trong khoảng cận miền tối ưu với chế độ 
bảo quản quả thanh long bằng phương pháp CA. 
Phạm Anh Tuấn, Vũ Thị Nga 
316 
LDPE HDPE PP PVC MAP (Viện hóa) 
Hình 1. Mẫu thí nghiệm với các loại màng bao gói khác nhau. 
b. Thực nghiệm đa yếu tố bảo quản quả thanh long bằng phương pháp bao gói MAP 
Sử dụng mô hình trực giao bậc 2 với 2 yếu tố thực nghiệm gồm: Tỉ lệ diện tích bề mặt bao 
bì/khối lượng quả (X1), độ dày màng bao bì (X2). Mỗi yếu tố tiến hành tại 3 mức (- 1, 0, +1) với 
 = 1 (k = 2). Kế thừa kết quả nghiên cứu thực nghiệm (a) xác định được miền biến thiên của 
các yếu tố thực nghiệm tương ứng các biến (X1 và X2) và vật liệu bao gói đã được xác định làm 
cơ sở xây dựng kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố. Quy hoạch thực nghiệm gồm 9 thí nghiệm với 2 
hàm mục tiêu là Y1 - Nồng độ khí O2 (%) và Y2 - nồng độ khí CO2 (%) với mong muốn có giá trị 
đạt được gần nhất với điều kiện tối ưu bảo quản quả thanh long bằng phương pháp điều chỉnh 
khí CA (nồng độ khí O2 3,77% và nồng độ khí CO2 5,84 %) và đánh giá chất lượng tương ứng 
sau 20 ngày bảo quản. 
Mỗi mẫu thí nghiệm được tiến hành 12 quả, 1 quả/bao bì, với cùng chế độ sơ chế, xử lí và 
điều kiện bảo quản ở nhiệt độ 4 ± 1 oC và độ ẩm từ 90 – 95 %. Theo dõi và lấy mẫu phân tích 
trong quá trình thực nghiệm gồm nồng độ O2, CO2 bên trong bao bì và các chỉ tiêu chất lượng 
của quả thanh long gồm chất lượng cảm quan (điểm), hàm lượng đường tổng số (%), hàm lượng 
vitamin C (mg/100 g). Tần suất phân tích 5 ngày/lần. Các thí nghiệm được tiến hành độc lập với 
số lần lặp lại là 3. 
2.2.4. Phương pháp phân tích và đánh giá chất lượng 
a. Đánh giá chất lượng cảm quan bằng phương pháp lập Hội đồng chấm điểm với các chỉ tiêu 
gồm: màu sắc, mùi, vị và trạng thái quả thanh long. Các chỉ tiêu được đánh giá riêng rẽ theo 
thang 5 điểm, điểm cao nhất là 5, điểm thấp nhất là 1. Tương ứng hệ số quan trọng (HSQT): 
màu sắc (1,2), mùi (0,8), vị (0,8) và trạng thái (1,2). Mức xếp loại theo tổng điểm: tốt (18,2 
- 20), khá (15,2 - 18,1), trung bình (11,2 - 15,1), kém (7,2 - 11,1), hỏng ≤ 7,1; 
b. Xác định hàm lượng đường tổng số: theo TCVN 4594 - 88. 
c. Xác đinh hàm lượng vitamin C: theo TCVN 6427- 2: 1998 (ISO 6557/2:1984) 
2.2.5. Phương pháp xử lí số liệu 
Kết quả thí nghiệm được phân tích ANOVA và kiểm định LSD (5 %) để so sánh sự khác 
biệt trung bình giữa các lần lặp lại trong cùng thí nghiệm. Các phân tích thống kê sử dụng phần 
mềm SAS 2000. 
2.2.6. Phương pháp xử lí số liệu đa yếu tố 
Sử dụng phần mềm Design - Expertversion 7.1 và tối ưu hóa bằng thuật toán hàm mong đợi 
Tối ưu hóa một số thông số công nghệ bảo quản quả thanh long bằng kĩ thuật bao gói. 
317 
2.2.7. Thiết bị sử dụng và dụng cụ đo đạc khác 
Kho lạnh bảo quản lạnh dung tích 10 m3 tại phòng thí nghiệm Bộ môn nghiên cứu công 
nghệ bảo quản nông sản - Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch. Thiết bị có 
chức năng điều khiển giám sát nhiệt độ và độ ẩm. Cân phân tích: Model FWN-V6, thang đo: 100 
g - 30 kg ± 2 g. Thiết bị phân tích nồng độ khí O2 và CO2 của hãng Illinois Instruments, model 
6600. 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Kết quả xác định vật liệu bao bì phù hợp cho bao gói quả thanh long 
Tổng hợp kết quả nghiên cứu thực nghiệm bảo quản quả thanh long với các loại vật liệu 
bao bì khác nhau được thể hiện với sự biến đổi nồng độ khí O2 và CO2 tại Hình 2, Hình 3 và sự 
biến đối chất lượng quả tại Bảng 1. 
Hình 2. Ảnh hưởng của vật liệu bao gói đên sự biến 
đổi nồng độ khí oxy trong bao bì. 
Hình 3. Ảnh hưởng của vật liệu bao gói đên sự 
biến đổi nồng độ khí cacbonic trong bao bì. 
Trong quá trình tồn trữ, quả hô hấp tiêu thụ khí oxy và thải ra khí cacbonic, do vậy nồng độ 
khí oxy có xu hướng giảm và ngược lại nồng độ khí cacbonic có xu hướng tăng. Mỗi loại màng 
bao gói khác nhau có đặc tính thấm khí khác nhau, nhờ đó nồng đó khí oxy và cacbonic trong túi 
bao gói có trạng thái cân bằng khác nhau. Theo Hình 2 cho thấy màng LDPE, HDPE, PVC và 
màng MAP đạt trạng thái cân bằng nồng độ khí oxy chỉ sau 2 - 3 ngày bảo quản, tương ứng giá 
trị cân bằng với màng LDPE từ 3,4 - 3,6 %, HDPE 4,3 - 4,7%, PVC 15,7 - 16,3 % và MAP 19,4 
– 20 %, trong khi với màng PP sau 4 - 5 ngày mới đạt trạng thái cân bằng khí oxy 9,6 - 9,8 %. 
Mặt khác quan sát theo Hình 3 cho thấy cả 5 loại màng LDPE, HDPE, PVC, PP và MAP đạt 
trạng thái cân bằng nồng độ khí cacbonic chỉ 2 ngày sau bảo quản, tương ứng trạng thái cân bằng 
với nồng độ khí cacbinic của màng LDPE 6,0 - 6,2 %; HDPE 7,9 - 8,2 %, PVC 11,4 - 11,7%, PP 
10,2 - 10,4 % và MAP 1,5 - 1,7 %. 
Từ số liệu Bảng 1 cho thấy với vật liệu bao gói khác nhau có ảnh hưởng đáng kể đến chất 
lượng quả thanh long trong quá trình bảo quản. Màng LDPE, HDPE và MAP cho hàm lượng 
đường tổng số tăng trong 15 ngày đầu bảo quản, sau đó giảm dần cho đến ngày thứ 20. Điều này 
là phù hợp với quá trình biến đổi sinh lí và sinh hóa của quả thanh long sau thu hoạch do sự 
chuyển hóa tinh bột thành đường kết hợp với sự thủy phân các chất khác như saccharose, 
cellulose, hemicellulose, pectin, lignin,... Trong khi với màng PP và PVC cho hàm lượng đường 
tổng số giảm dần theo thời gian bảo quản, điều đó có thể vì sự ức chế quá trình hô hấp khi nồng 
độ khí cacbonic cao do đặc tính thấm khí cacbonic của màng PP và PVC kém hơn so với 3 loại 
màng LDPE, HDPE và MAP. Sau 20 ngày bảo quản, màng LDPE duy trì được hàm lượng 
đường tổng số cao nhất là 8,22 %. Mặt khác với hàm lượng vitamin C của Thanh long giảm dần 
Phạm Anh Tuấn, Vũ Thị Nga 
318 
theo thời gian bảo quản ở tất cả các thí nghiệm, tuy vậy với màng LDPE cho thấy có hiệu quả 
duy trì hàm lượng vitamin C là cao nhất cho đến ngày thứ 20 là 7,4 mg/100 g. Trong khi về chất 
lượng cảm quan sau 20 ngày bảo quản, màng LDPE cho chất lượng tốt nhất (17,8 điểm), sau đó 
là HDPE và PP (16,4 và 16,0 điểm), màng MAP và PVC cho chất lượng cảm quan ở mức trung 
bình. 
Tổng hợp kết quả trên cho thấy màng LDPE là phù hợp nhất để bảo quản quả thanh long 
nhờ khả năng thấm khí có thể duy trì trạng thái cân bằng về nồng độ khí oxy và cacbonic gần 
nhất với điều kiện tối ưu tương ứng nồng độ khí oxy 3,77 % và khí cacboninc 5,84 %. Từ đó có 
thể quy đổi giá trị tỉ lệ diện tích màng LDPE trên khối lượng quả trong khoảng 1,8 - 2,2 cm2/g. 
Bảng 1. Ảnh hưởng của màng bao gói đến chất lượng quả thanh long trong quá trình bảo quản. 
Màng bao 
bì 
Thời gian 
(ngày) 
Chỉ tiêu đánh giá 
Hàm lượng đường 
tổng số (%) 
Hàm lượng vitamin C 
(mg/100 g) 
Cảm quan 
(điểm) 
- 0 7,62
a
 8,13
f
 20,0 
LDPE 
5 8,54
e
 8,00
e
 19,2 
15 8,95
f
 7,66
cd
 18,2 
20 8,22
d
 7,40
c
 17,8 
HDPE 
5 8,64
e
 7,79
d
 19,1 
15 8,76
e
 7,48
c
 17,5 
20 7,73
ab
 7,21
ab
 16,4 
PP 
5 8,31
e
 7,56
cd
 19,1 
15 8,15
c
 7,24
b
 17,3 
20 7,67
a
 7,13
a
 16,0 
PVC 
5 8,55
e
 7,59
cd
 19,0 
15 8,09
c
 7,40
c
 16,3 
20 7,86
ab
 7,18
a
 15,0 
MAP 
Viện hóa 
5 8,25
d
 7,87
d
 19,1 
15 8,59
e
 7,46
c
 16,5 
20 8,1
c
 7,25
b
 14,6 
3.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố xác định chế độ công nghệ bao gói MAP thụ 
động cho Thanh long 
Kết quả tổng hợp số liệu thực nghiệm đa yếu tố tại Bảng 2. 
Từ kết quả thực nghiệm trong mục 3.1 đã xác định được vật liệu bao gói phù hợp cho bảo 
quản quả thanh long là LDPE với độ dày 0,03 mm, khả năng trao đổi khí oxy và cacbonic phù 
hợp với quả thanh long với tỉ lệ diện tích bao bì / khối lượng quả trong khoảng 1,8 - 2,2 cm2/g. 
Để tiến hành thực nghiệm đa yếu tố theo kế hoạch thực nghiệm (Mục 2.2.3, b) với khoảng khảo 
sát của yếu tố độ dày màng bao bì LDPE trong khoảng từ 0,02 - 0,04 mm. 
Tối ưu hóa một số thông số công nghệ bảo quản quả thanh long bằng kĩ thuật bao gói. 
319 
Bảng 2. Bảng số liệu thí nghiệm đa yếu tố bảo quản quả thanh long. 
STT X1 X2 Y1 Y2 
1 1,80 0,04 2,50 6,90 
2 2,00 0,04 3,70 6,10 
3 1,80 0,03 2,90 6,50 
4 1,80 0,02 3,30 6,00 
5 2,20 0,03 4,20 5,10 
6 2,00 0,03 3,90 5,70 
7 2,20 0,04 3,80 5,40 
8 2,20 0,02 4,70 4,80 
9 2,00 0,02 4,40 5,30 
Xử lí số liệu bằng phần mềm Design - Expertversion 7.1: 
+ Hàm mục tiêu Y1: Kết quả phân tích hồi quy với F- value = 157,63 (P < 0,05) cho thấy 
mô hình là có ý nghĩa. Sự có nghĩa của các hệ số hồi quy được kiểm định bởi chuẩn F, các giá trị 
P < 0,05 cho thấy các hệ số hồi quy A, B và A2 là có nghĩa, trong khi hệ số AB = 0.534 và B2 = 
0,2782 là không có nghĩa, tuy vậy trong mô hình vẫn giữ lại hệ số AB, B2 để tiến hành tối ưu 
hóa. Phương trình hồi quy Y1 có dạng bậc 2 được biểu diễn theo dạng biến coded (1a) và biến 
thực (1b): 
Y1 = 3,96 + 0,67A - 0,40B - 0,025AB - 0,43A
2
 + 0,067B
2
 (1a) 
Y1 = - 44,99444 + 47,04167X1 - 55,00000X2 - 12,50000X1X2 - 10,83333X1
2
+ 666,66667X2
2 
(1b) 
Biểu diễn bằng đồ thị quy luật biến thiên của hàm mục tiêu Y1 dạng 2D (Hình 4). 
Design-Expert® Software
Y1: Nong do khi O2
Y1: Nong do khi O2
Actual Factors
A: X1: Ty le dien tich/khoi luong = 2.00
B: X2: Do day bao goi = 0.03
Perturbation
Deviation from Reference Point (Coded Units)
Y
1:
 N
on
g 
do
 k
hi
 O
2
-1.000 -0.500 0.000 0.500 1.000
2.5
3.05
3.6
4.15
4.7
A
A
B
B
Hình 4. Biểu diễn 2D quan hệ 
giữa các yếu tố thực nghiệm 
đến hàm nồng độ khí O2 (Y1). 
Thông qua hệ số hồi quy của các phương trình hồi quy (1a và 1b), đồ thị 2D (Hình 4) cho 
thấy: các yếu tố thực nghiệm tỉ lệ diện tích/khối lượng (A) và độ dày bao gói (B) có ảnh hưởng 
đáng kể đến hàm nồng độ khí O2 (Y1). Trong đó A có quan hệ tỉ lệ thuận với hàm Y1, khi A tăng 
thì hàm Y1 tăng và ngược lại. Điều này là hoàn toàn phù hợp quy luật bao gói có đặc tính bán 
thấm khí O2 trong quá trình hô hấp của đối tượng rau quả tươi nói chung, đồng nghĩa với việc ta 
cố định 1 khối lượng quả thanh long và điều chỉnh tăng (hoặc giảm) diện tích bao gói với cùng 
loại vật liệu bao gói và độ dày thì lưu lượng thấm khí O2 từ môi trường vào trong bao bì sẽ tương 
ứng tăng (hoặc giảm), do lượng khí O2 tiêu thụ của một khối lượng quả thanh long tại cùng thời 
điểm là không đổi. Mặt khác yếu tố B có quan hệ tỉ lệ nghịch với hàm Y1, có nghĩa khi tăng 
(hoặc giảm) B dẫn đến nồng độ khí O2 giảm và ngược lại. Điều này là dễ lí giải do sự cản trở khả 
Phạm Anh Tuấn, Vũ Thị Nga 
320 
năng thấm khí O2 so với cường độ hô hấp của quả. Trong đó ảnh hưởng của độ dày bao gói có 
tác động mạnh hơn so với yếu tố tỉ lệ diện tích/khối lượng. Tuy vậy trong quá trình tính toán bao 
gói MAP thì việc điều chỉnh yếu tố tỉ lệ diện tích/ khối lượng là dễ dàng hơn việc điều chỉnh độ 
dày của vật liệu bao gói. 
+ Hàm mục tiêu Y2: Kết quả phân tích hồi quy với F- value = 1147.97 (P < 0,05) cho thấy 
mô hình là có ý nghĩa. Sự có nghĩa của các hệ số hồi quy được kiểm định bởi chuẩn F, các giá trị 
P < 0,05 cho thấy các hệ số hồi quy A, B, AB và A2 là có nghĩa, trong khi hệ số B2 = 0,4228 là 
không có nghĩa, tuy vậy trong mô hình vẫn giữ lại hệ số B2 để tiến hành tối ưu hóa. Phương 
trình hồi quy Y2 có dạng bậc 2 được biểu diễn theo dạng biến coded (2a) và biến thực (2b): 
Y2 = 5,71 - 6,08A + 0,38B - 0,075AB + 0,083A
2
 - 0,017B
2
 (2a) 
Y2 = 17,32778 - 10,62500X1 + 123,33333X2 - 37,50000X1X2 + 2,08333 X1
2
 - 166,66667X2
2
 (2b) 
Biểu diễn bằng đồ thị quy luật biến thiên của hàm mục tiêu Y2 dạng 2D (Hình 5): 
Design-Expert® Software
Y2: Nong do khi CO2
Y2: Nong do khi CO2
Actual Factors
A: X1: Ty le dien tich/khoi luong = 2.00
B: X2: Do day bao goi = 0.03
Perturbation
Deviation from Reference Point (Coded Units)
Y2
: N
on
g 
do
 k
hi
 C
O
2
-1.000 -0.500 0.000 0.500 1.000
4.7
5.25
5.8
6.35
6.9
A
A
B
B
Hình 5. Biểu diễn 2D quan hệ 
giữa các yếu tố thực nghiệm đến 
hàm nồng độ khí CO2 (Y2). 
Thông qua hệ số hồi quy của các phương trình hồi quy (2a và 2b), đồ thị 2D (Hình 5) cho 
thấy: các yếu tố thực nghiệm tỉ lệ diện tích/khối lượng (A) và độ dày bao gói (B) là có ảnh 
hưởng đáng kể đến hàm mục tiêu Y2. Trong đó yếu tố A tỉ lệ nghịch với hàm Y2, tuy vậy quy 
luật này ngược với hàm nồng độ khí O2 là khi tăng A thì Y2 giảm, điều này chứng tỏ khả năng 
thấm khí CO2 từ bên trong bao gói ra môi trường với lưu lượng lớn hơn và ngược lại. Mặt khác 
B lại có quan hệ tỉ lệ thuận với hàm Y2, quy luật này cũng ngược với hàm Y1, điều này có nghĩa 
khi tăng (hoặc giảm) độ dày bao gói dẫn đến nồng độ khí CO2 tăng và ngược lại, là do khả năng 
cản trở mức thấm khí CO2 từ bên trong bao gói ra ngoài môi trường. Điều này là rất có ý nghĩa 
trong tính toán bao gói MAP để tận dụng tối đa khả năng tự tạo khí CO2 trong quá trình hô hấp 
của quả mặt khác tận dụng được nguồn khí O2 trong môi trường khí quyển có từ 20 – 21 %, 
trong khi nồng độ khí CO2 trong khí quyển là rất thấp chỉ khoảng 0,03 %. 
+ Tối ưu hóa quá trình bao gói MAP cho quả Thanh long 
Tiến hành giải bài toán tối ưu theo thuật toán “Hàm mong đợi” với các điều kiện ràng buộc: 
Tỉ lệ diện tích bề mặt/khối lượng quả trong khoảng 1,80 - 2,2 cm2/g, mong muốn nằm ở mức cao 
trong miền khảo sát, đảm bảo yếu tố an toàn về khả năng trao đổi khí tránh hiện tượng yếm khí 
dẫn đến hư hỏng với hệ số quan trọng 5/5. Độ dày màng bao bì trong khoảng 0,02 - 0,04 mm, 
mong muốn nằm ở mức cao đảm bảo vừa có khả năng trao đổi khí và cải thiện tính cơ lí của bao 
gói trong quá trình vận chuyển và tiêu thụ với hệ số quan trọng 5/5. Hàm mục tiêu về nồng độ 
khí O2 (%) và nồng độ khí CO2 (%) tương ứng mức mong muốn đạt được 3,77 % và 5,84 % là 
điều kiện tối ưu đã được xác định trong điều kiện CA, với hệ số quan trọng của cả hai hàm mục 
tiêu là 5/5. 
Kết quả tối ưu được xác định với tỉ lệ diện tích bề mặt bao gói/khối lượng quả là 
1,96 cm
2
/g, độ dày màng bao bì LDPE 0,03 mm, nồng độ khí oxy 3,82 %, nồng độ khí cacbonic 
5,84 %. Tương ứng chất lượng quả thanh long ở điều kiện tối ưu được đánh giá sau 20 ngày bảo 
Tối ưu hóa một số thông số công nghệ bảo quản quả thanh long bằng kĩ thuật bao gói. 
321 
quản với hàm lượng đường tổng số đạt 7,98 %, hàm lượng vitamin C 7,5 mg/100 g, cảm quan 
18,2 điểm so với điều kiện bao gói thường với cùng chế độ bảo quản ở nhiệt độ 4 ± 1oC và độ 
ẩm 90 – 95 % hàm lượng đường tổng số 8,5%, hàm lượng vitamin C 6,72 mg/100 g, cảm quan 
17,6 điểm. 
4. KẾT LUẬN 
Chế độ bảo quản tối ưu cho quả thanh long bằng kĩ thuật bao gói khí điều biến với vật liệu 
bao bì LDPE độ dày 0,03 mm, tỉ lệ diện tích màng bao bì/khối lượng quả 1,96 cm2/g, tương ứng 
có thể tạo ra được môi trường vi khí hậu có nồng độ khí oxy 3,82 % và nồng độ cacbonic 5,84 % 
ở điều kiện nhiệt độ 4 ± 1 oC và độ ẩm 90 - 95 % có thể duy trì được chất lượng dinh dưỡng và 
cảm quan trong thời gian bảo quản 20 ngày. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Nerd A., Gutman F., Mizrahi Y. - Ripening and postharvest behaviour of fruits of two 
Hylocereus species (Cactaceae), Postharvest Biology and Technology 17 (1999) 39-45 
2. Le V. T., Nguyen N., Nguyen D. D., Dang K. T., Nguyen T. N. C., Dang M. V. H., Chau 
N. H., and Trink N. L. - Quality assurance system for dragon fruit, ACIAR Proceedings
100 (2000a) 101-114. 
3. Kader A. A., Zagory D., Kerbel E. L. - Modified atmosphere packaging of fruits and 
vegetables. Rev. Food Science and Nutrition 28 (1) (1989) 1- 30. 
4. Fonseca S. C., Oliveira F. A. R., Brecht J. K. - Modelling respiration rate of fresh fruits 
and vegetables for modified atmosphere packages: a review. Journal of Food Engineering 
52 (2002) 99 – 119. 
ABSTRACT 
OPTIMIZATION OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS FOR PRESERVATION OF 
DRAGON FRUIT BY MODIFIED ATMOSPHERE PACKAGING TECHNOLOGY 
Pham Anh Tuan
*
, Vu Thi Nga 
Vietnam Institute of Agricultural Engineering and Post Harvest Technology, 
No. 60 Trung Kinh, Trung Hoa, Cau Giay, Ha Noi 
*
Email: phamtuanvcd@yahoo.com 
The objective of this research is to determine suitable packaging materials and optimization 
of two experimental factors including the rate of area of the membrane/ fruit weight (cm
2
/g) and 
packaging film thickness (mm) which affect the equilibrium conditions of oxygen concentrations 
(%) and carbon dioxide concentrations (%) in the microclimate environment of dragon 
preservation packaging. The experimental results have determined LDPE film materials which 
have suitable gas permeability of packaging for dragon fruit storage. Multifactorial experimental 
design includes 9 experiments with the survey of two factors: the ratio of area of the membrane/ 
fruit weight in range of from 1.80 to 2.20 cm
2
/g, LDPE film thickness in range of from 0.02 to 
0.04 mm. Dragon fruit after semi-processing, packaging is stored at 4 ± 1 °C and 90 – 95 % RH. 
Phạm Anh Tuấn, Vũ Thị Nga 
322 
The optimal results have identified the ratio of area of the membrane/ fruit weight of 1.96 cm
2
/g 
and the film thickness of 0.03 mm, the microclimate environment of dragon preservation 
packaging with oxygen concentration of 3.82 %, carbon dioxide concentration of 5.84 %. Dragon 
fruit quality in optimum conditions were evaluated after 20 days of storage with the total sugar 
content of 7.98 %, the vitamin C content of 7.5 mg/100 g, and the sensory assessment points of 
18.2. 
Keywords: dragon fruit, modified atmosphere package, oxygen concentration, carbonic 
concentration.