Hai nữ sinh vùng rau với giải pháp bảo quản nông sản sau thu hoạch từ chế phẩm tơ tằm chiếu xạ

Việc bảo quản nông sản sau thu hoạch là vấn đề lớn đang đặt ra cho khoa học công nghệ đối với nền sản xuất nông nghiệp hàng hóa lớn. Tuy nhiên, an toàn thực phẩm cũng đang là vấn đề nóng trước thực trạng sử dụng hóa chất để bảo quản rau, quả gây hại cho sức khỏe con người. Hai nữ sinh ở vùng rau Đơn Dương mới ở tuổi 17 đã nghiên cứu thành công giải pháp sản xuất màng sinh học từ chế phẩm tơ tằm chiếu xạ bảo quản dâu tây tươi lâu đến 7 ngày. 

 

Hai nữ sinh Lê Nguyễn Hoàng Ngân và Phan Lê Thảo Phương nhận giải đặc biệt Cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Lâm Đồng lần thứ 14 - 2018. Ảnh: Q.Uyển

Lê Nguyễn Hoàng Ngân và Phan Lê Thảo Phương (học sinh lớp 11A7, Trường THPT Đơn Dương) sinh ra và lớn lên ở vùng chuyên canh rau; hàng ngày chứng kiến gia đình, họ hàng, làng xóm thu hoạch nông sản chỉ 1 - 2 ngày là rau củ quả khô héo, úa màu, kém phẩm chất. Khi lớn lên, hai em đã nuôi ý tưởng sẽ tìm ra một giải pháp, một chế phẩm sinh học có nguồn gốc thiên nhiên, bảo quản rau, củ, quả được tươi lâu mà không ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Qua tìm hiểu, biết tơ tằm là loại sợi protein tự nhiên bền nhất, thông thường sợi tơ tằm bao gồm 2 loại protein tự lắp rắp là fibroin (xơ hóa) và serisin; trong đó fibroin là thành phần chính của sợi tơ chiếm 75% đóng vai trò như một lõi. Với những đặc tính cơ lý, hóa đó của tơ tằm, hai nữ sinh đã đi sâu nghiên cứu tạo màng sinh học từ kén tơ tằm thải bằng phương pháp chiếu xạ gamma, thực nghiệm ứng dụng màng sinh học trong bảo quản trái dâu tươi. Hai em cho biết, dâu tây là một loại trái cây khó bảo quản, dễ dập nát. Mùi thơm của dâu khiến loại quả này trở thành đối tượng thu hút nhiều loại vi khuẩn xâm nhập sau thu hoạch nên rất nhanh hư, thối. Vì thế, đôi bạn Ngân và Phương dùng chính loại trái cây này làm đối tượng thực nghiệm trong quá trình nghiên cứu.

 

Bảo quản dâu tây tươi lâu đến 7 ngày

 

Từ các nguyên liệu gồm tơ kén thải, nước, Etanol, nước cất, Na2CO3, MgCl2, quá trình sản xuất màng sinh học từ chế phẩm tơ tằm chiếu xạ được thực hiện qua hai bước. Bước thứ nhất là sản xuất dung dịch fibroin tan làm màng sinh học: Tơ thô (kén tằm thải và lõi kén thải đã loại bỏ bụi bẩn, mảnh kén) được xử lý trong dung dịch sodium carbonat Na2CO3 5%. Đun nóng hỗn hợp ở 100oC, làm nguội và lọc để loại bỏ sericin hòa tan trong dung dịch, rửa sạch tơ bằng nước nóng. Tơ sạch thu được chỉ còn fibroin được đem sấy chân không ở nhiệt độ 50oC cho đến khi đạt trọng lượng không đổi. Đóng gói tơ sạch vào túi nhựa PE, dùng tia gamma chiếu xạ. Mẫu tơ sau chiếu xạ được ngâm trong nước cất ở nhiệt độ 121oC, thời gian 60 phút, thu được dung dịch fibroin hòa tan có màu vàng nhạt. Sau đó tiến hành các thí nghiệm hóa lý. Bước thứ hai là ứng dụng dung dịch fibroin làm màng sinh học bảo quản dâu tây: Dung dịch fibroin tan có nồng độ 3g/lít, độ pH 6,8 - 7,2 9 (được phân tích, đánh giá các chỉ tiêu phù hợp với quy định về an toàn thực phẩm theo quy định của Bộ Y tế), nhúng trái dâu tươi vào dung dịch để tạo màng bảo quản. Màng tạo ra từ dung dịch này làm giảm độ mất nước, giảm độ hút khối của trái dâu tươi sau 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng 18 - 25oC và nhiệt độ lạnh 6 - 8oC so với trái dâu không bảo quản bằng màng fibroin. Màng sinh học fibroin làm ức chế vi sinh kém ở nhiệt độ 18 - 25oC. Với thời gian tươi lâu đến 7 ngày sẽ là thời gian chuyên chở, phân phối sản phẩm, bán ra thị trường, đưa đến người tiêu dùng. Hai bạn cho biết, hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ là kết hợp, phối trộn dung dịch fibroin với các chất kháng nấm, kháng khuẩn có nguồn gốc sinh học như tinh dầu chanh 0,5%, tinh dầu quế... để nâng cao tính kháng khuẩn. 

 

Hai nữ sinh Lê Nguyễn Hoàng Ngân và Phan Lê Thảo Phương bên cô giáo trong ngày nhận thưởng. Ảnh: Q.Uyển

Khả năng áp dụng vào thực tiễn lớn, mang lại hiệu quả kinh tế cao

 

Sau hơn 3 tháng vừa học tập, vừa miệt mài tìm tòi, nghiên cứu, thử nghiệm, giải pháp của hai em Lê Nguyễn Hoàng Ngân và Phan Lê Thảo Phương được các chuyên gia đánh giá cao về cả tính mới, tính sáng tạo, mang lại hiệu quả cao, khả năng ứng dụng thực tiễn lớn. Việc xử lý chiếu xạ protein tơ tằm tạo fibroin tan đã được thực hiện ở một số phòng thí nghiệm chuyên ngành trên thế giới và trong nước, tuy nhiên đây là lần đầu tiên được thực hiện tại Lâm Đồng do hai học sinh nữ tiến hành và việc sử dụng fibroin tan tạo màng sinh học ứng dụng trong bảo quản trái dâu tươi lần đầu tiên được thực hiện trong nước. Màng sinh học của các em tạo ra có tác dụng bảo quản trái dâu tây lâu, hạn chế hư hỏng mà không làm mất màu, mất mùi vị, không gây độc hại; cùng đó, giá thành màng sinh học không cao, 1 lít sản phẩm có giá 6.480 đồng có thể nhúng được 20 kg trái dâu tươi, trung bình chi phí bảo quản 1 kg dâu tươi là 324 đồng. Với nguồn nguyên liệu là phế phẩm tơ tằm dồi dào, sẵn có tại địa phương, cùng các thiết bị chiếu xạ tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, có thể tiến hành sản xuất màng sinh học với quy mô, số lượng lớn. Nếu được đầu tư sâu hơn về công nghệ, giải pháp của các em có thể mở rộng hướng ứng dụng của công nghệ bức xạ, sử dụng nguồn fibroin tơ tằm sẵn có trong nước để tạo màng sinh học bảo quản không chỉ trái dâu tây, mà còn có thể áp dụng bảo quản các loại trái cây và các loại nông sản khác trong tỉnh và cả nước phục vụ cho nội tiêu và xuất khẩu, góp phần nâng cao giá trị nông sản, mang lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần giải quyết ô nhiễm môi trường từ lượng tơ thải ở các nhà máy, cơ sở ươm tơ. 

 

Với những giá trị về khoa học và khả năng ứng dụng thực tiễn mang lại hiệu quả cao, giải pháp “Nghiên cứu sản xuất màng sinh học từ chế phẩm tơ tằm chiếu xạ để bảo quản dâu tây” của hai nữ sinh Lê Nguyễn Hoàng Ngân và Phan Lê Thảo Phương mang về “giải thưởng chồng lên giải thưởng”. Vừa là giải pháp duy nhất đoạt giải đặc biệt trong Cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Lâm Đồng lần thứ 14 - 2018, giải pháp của các em tiếp tục xuất sắc đoạt giải nhất cuộc thi Sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc do Liên hiệp các Hội Khoa học kỹ thuật Việt Nam tổ chức. 

 

QUỲNH UYỂN