Một lần đọc báo Đậu Anh Nhi (2003) và Nguyễn Mạnh Trường Kì (2004), trường THPT Phan Đình Phùng (Hà Nội) thấy ở Nhật, quả chuối được bán với giá rất đắt. Họ có thể bảo quản chuối dài ngày mà không hề bị hỏng.

Trong khi ở Việt Nam, chuối là trái cây phổ biến, có giá trị dinh dưỡng cao, giá thành rẻ, có thể xuất khẩu tới nhiều nước trên thế giới... nhưng khả năng bảo quản thấp, nhanh thối, hỏng.

Chuối dễ bị thối cuống, bệnh thối đầu ruồi, thối quả sau thu hoạch, gây thiệt hại lớn về kinh tế cho người sản xuất và kinh doanh.

{keywords}
Anh Nhi (bên phải) và Trường Kì trong phòng thí nghiệm

Hai nam sinh đã ấp ủ ý tưởng nghiên cứu ra cách bảo quản chuối được tốt hơn, đáp ứng nhu cầu xuất khẩu và tiêu dùng trong nước.

Sau thời gian dài nghiên cứu cùng sự hướng dẫn của các chuyên gia Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch và thầy cô nhà trường, nhóm học sinh này đã cho ra đời chế phẩm phủ màng compozit HPMC nano bảo quản chuối.

Sản phẩm đã giành giải Nhất tại Cuộc thi Khoa học, Kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2019 - 2020.

{keywords}
Nhóm sáng chế phủ màng cho chuối

Anh Nhi chia sẻ, công nghệ tạo màng bề mặt để bảo quản rau quả về nguyên tắc là tạo ra một dịch lỏng dạng gel hoặc nhũ tương rồi phủ lên bề mặt quả. Lớp màng phủ này làm giảm tổn thất khối lượng và hạn chế quá trình mất nước. 

Các vật liệu tạo màng phủ thường được sử dụng từ những loại có nguồn gốc sinh học, trong đó có xenlulo. Để tận dụng được nguồn nguyên liệu này, các dẫn xuất của xenlulo được đặc biệt quan tâm như hydroxy-propyl- methyl- cellulose (HPMC).

HPMC có nhiều ưu điểm như tính chất tạo màng tốt, không mùi, không vị, có tính thâm khí tốt và giữ được mùi hương của sản phẩm nhưng lại có nhược điểm là tính ưa nước cao làm cho khả năng ngăn cản sự thoát nước của quả kém. 

Nhằm khắc phục nhược điểm của màng HPMC, các thành phần kị nước (nano carnauba, nano chitosan, nano xenlulo) được bổ sung vào HPMC để tạo ra vật liệu tạo màng dạng compozit, cho phép hạn chế tính chất ưa nước của màng HPMC.

Nhóm đã tìm cách đưa nano chitosan vào màng phủ. Nano chitosan không chỉ có vai trò cải tạo tính chất hóa lý của của màng sinh học như tạo rào cản mất nước, giữ mùi hương, cố định enzim, hấp thụ oxy tự do, tính năng cảm biến... mà còn có hoạt tính kháng vi sinh vật. 

Khi kết hợp với các loại tinh dầu có tính kháng khuẩn, nano chitosan sẽ làm tăng hiệu ứng kháng khuẩn của màng phủ.

Nano Chitosan về mặt nguyên chất, xuất sứ từ vỏ của những loài động vật giáp xác, tồn tại ở dạng rắn nhưng để trùng hợp với màng HPMC, Anh Nhi và Trường Kì phải điều chế thành dạng lỏng.

Tinh dầu nghệ được nhóm đặt mua từ Viện Hóa học và các hợp chất thiên nhiên có thành phần chủ yếu là turmerone và zinggiberene, các loại sesquiferpenes và monoterrpenes, được chứng minh là có hoạt tính kháng khuẩn mạnh.

Do đó, việc kết hợp nano chitosan và tinh dầu nghệ trong màng phủ compozit sẽ tăng cường hiệu quả diệt nấm của chế phẩm.

Chế phẩm này lại an toàn với sức khỏe con người, có thể ăn được vì chiết xuất từ thực vật. Quả chuối khi sử dụng màng bảo quản vẫn giữ được chất lượng dinh dưỡng cũng như màu sắc đến 35 ngày.

{keywords}
Việc kết hợp nano chitosan và tinh dầu nghệ trong màng phủ compozit sẽ tăng cường hiệu quả diệt nấm của chế phẩm

Từ khi nghiên cứu, phát triển dự án đến lúc hoàn thiện, nhóm mất khoảng 1 năm.

“Em làm người thực hiện đề tài trước. Sau Trường Kì thấy hay, cũng tò mò nên em rủ làm cùng. Hai anh em cách nhau 1 tuổi nhưng khá ăn ý. Vài lần nhóm có bất đồng trong quan điểm nhưng nghĩ đến kết quả chung nên đã cùng ngồi lại, bàn bạc để thấu hiểu nhau hơn”, Anh Nhi nhớ lại.

Mẹ của hai nam sinh đều công tác tại Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch nên cũng có nhiều thuận lợi về tư vấn chuyên môn cũng như mượn máy móc, thiết bị.

Tuy nhiên, dự án cũng gặp không ít khó khăn khi thí nghiệm chuyên sâu phải sử dụng đến máy móc đắt tiền, nhiều lần phải gửi mẫu đi Viện Hàn lâm KHCN mới thu được kết quả.

“Khâu nghiên cứu sâu về màng và hiệu quả lên chuối là khó và lâu nhất. Nhóm em gặp thất bại liên tục, mặc dù đã cẩn thận về liều lượng cũng như tỉ lệ hòa trộn các hợp chất. Cuối cùng, cả hai cũng có sản phẩm hoàn thiện”, Anh Nhi nói.

Giải Nhất tại kỳ thi Khoa học & Kỹ thuật là bước khởi đầu cho Nhi và Kì trong lĩnh vực khoa học. Trong tương lai hai cậu học trò định hướng theo đuổi con đường này, có những sáng chế hiệu quả, ứng dụng cho đời sống.

{keywords}
Anh Nhi muốn phát triển sản phẩm và đưa ra thị trường

Nam sinh Hà Nội chia sẻ thêm, hiện nhóm tiếp tục nghiên cứu, phát triển sản phẩm để bảo quản cho các loại trái cây khác như lê, táo... và mở rộng quy mô nghiên cứu mang tính thương mại.

Quang Sơn